El experimento KATRIN encargado de pesar neutrinos ha anunciado una estimación más precisa del límite superior de su masa – neutrinos pesan como máximo 0.8 eV, es decir, los neutrinos son más ligeros que 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
Neutrinos (literalmente, las pequeñas neutras) son las partículas elementales más abundantes en el universo. Son casi omnipresentes, en galaxia, al sol, en todos los espacio a nuestro alrededor. Billones de neutrinos atraviesan nuestro cuerpo cada segundo sin interactuar con ninguna otra partícula.
Primero se formaron 10-4 segundos después del big bang hace unos 13.8 millones de años y jugó un papel importante en la evolución de universo. Se forman continuamente en grandes cantidades en reacciones de fusión nuclear en las estrellas, incluido el Sol, en los reactores nucleares de la Tierra y en las desintegraciones radiactivas. También son importantes en el proceso de supernova en el ciclo de vida de una estrella y proporcionan señales tempranas de explosiones de supernova. A nivel subatómico, neutrinos proporcionar una herramienta para estudiar la estructura de los nucleones. Neutrinos también podría ayudar a explicar la asimetría entre materia y antimateria.
A pesar de toda esta importancia, todavía se desconoce mucho sobre neutrinos. No sabemos cómo interactúan con otras partículas. De manera similar, desde el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, se sabe que los neutrinos tienen valores distintos de cero. masa. Sabemos que los neutrinos tienen muy pequeños masa y son las más ligeras de todas las partículas elementales, pero su masa exacta aún permanece indeterminada. Para una mejor comprensión de la universo, es crucial que la masa de los neutrinos se mida con precisión.
El Experimento KArlsruhe TRItium Neutrino (KATRIN) en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), la empresa colaborativa de seis países, se dedica a la medición de la masa de neutrinos con una precisión inferior a eV.
En 2019, el experimento KATRIN anunció que los neutrinos pesan como máximo 1.1 eV, lo que supuso una mejora del doble con respecto a las mediciones anteriores de límite superior de 2 eV.
1 eV o electronvoltio es la energía ganada por un electrón cuando el potencial eléctrico en el electrón aumenta en un voltio y es igual a 1.602 × 10-19 joule. A nivel subatómico, es conveniente expresar la masa en términos de energía siguiendo la simetría masa-energía según E=mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
El 14 de febrero de 2022, la Colaboración KATRIN anunció la medición de la masa de neutrinos con una precisión sin precedentes que reveló que los neutrinos son más ligeros que 0.8 eV, rompiendo así la barrera de 1 eV en la física de neutrinos.
El equipo de investigación tiene como objetivo continuar con las mediciones adicionales de la masa de neutrinos hasta finales de 2024. A partir de 2025, con la ayuda del nuevo sistema detector TRISTAN, el experimento KATRIN se embarcará en la búsqueda de neutrinos estériles. Con masas en el rango de KeV, los neutrinos estériles serían candidatos para la misteriosa materia oscura.
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Fuentes:
- Experimento de neutrinos de tritio de Karlsruhe (KATRIN). Disponible en https://www.katrin.kit.edu/
- Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT). Comunicado de prensa 012/2022 – Los neutrinos son más ligeros que 0.8 electronvoltios. Publicado el 14 de febrero de 2022. Disponible en https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- La Colaboración KATRIN. Medición directa de masa de neutrino con sensibilidad sub-electronvolt. Nat. física 18, 160–166 (2022). Publicado: 14 de febrero de 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
