El experimento KATRIN encargado de pesar neutrinos ha anunciado una estimación más precisa del límite superior de su masa: los 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 la galaxia, en el sol, en todo el espacio que nos rodea. Trillones de neutrinos atraviesan nuestro cuerpo cada segundo sin interactuar con ninguna otra partícula.
Primero se formaron 10-4 seconds after the big bang about 13.8 billion years ago and played an important role in the evolution of universo. They are continuously formed in huge amount in nuclear fusion reactions in the stars including in the sun, in the nuclear reactors on the earth and in radioactive decays. They are also important in the supernova process in a star’s life cycle and provide early signals of supernova explosions. At subatomic level, 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. We do not know how they interact with other particles. Similarly, since the discovery of neutrino oscillations, it is known that neutrinos have non-zero mass. We know that neutrinos have very small mass and are the lightest of all elementary particles but their exact mass still remains undetermined. For a better understanding of the universo, it is crucial that the mass of neutrinos is measured accurately.
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
