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SCI-INNOVACIÓN

Una ‘anomalía’ en un experimento subterráneo podría confirmar la materia oscura

Por: Ecoo sfera17 de junio de 2022

Aunque los físicos de partículas trabajan prácticamente a ciegas, se las ingenian para detectar las pequeñas anomalías en los experimentos que realizan y así conocer cómo está compuesta la realidad, hablando en términos de partículas. Pero todavía se complica más cuando se trata del ‘neutrino estéril’, una partícula tan escurridiza que sólo puede detectarse por el silencio que deja a su paso.

Esta no es la primera vez que se observa una anomalía de esta índole que le indica a los físicos que los neutrinos no sólo existen, sino que interactúan de maneras extraordinarias. Pero esta vez, se le detectó en el Experimento Baksan sobre Transiciones Estériles (BEST), que se ubica a casi 2 kilómetros de profundidad que cubren el experimento con roca de los neutrinos que llegan desde el espacio. Está diseñado con diversos tanques de galio líquido de doble cámara que se encargan de recoger pacientemente los neutrinos que salen disparados de un núcleo de cromo irradiado.

La evidencia recabada en el BEST ha dado un indicio a los físicos para seguir con el estudio del hipotético neutrino estéril, que es uno de los candidatos más fuertes para considerarse como suministro de la materia oscura. Aunque también podría tratarse de un problema en los modelos utilizados para descifrar los comportamientos de las partículas que nadan en el galio.

“Esto definitivamente reafirma la anomalía que hemos visto en experimentos anteriores. Pero lo que esto significa no es obvio. Ahora hay resultados contradictorios sobre los neutrinos estériles. Si los resultados indican que se malinterpreta la física nuclear o atómica fundamental, eso también sería muy interesante”.

¿Qué son los neutrinos?

Los neutrinos son una de las partículas fundamentales de la composición del Universo. Son neutrales, increíblemente diminutos y rara vez suelen interactuar con otro tipo de materia. Hasta ahora sabemos que existen tres tipos de neutrinos, llamados ‘sabores’ y que serían el electrón, muon y tau.

Sin embargo, no es tan sencillo, pues esta partícula escurridiza no funciona de manera estable, es decir, que puede cambiar de un sabor a otro mientras viaja a través del cosmos. Por esto son extremadamente difíciles de atrapar pues apenas si tienen masa, además no poseen cargas eléctricas y sólo hacen notar su presencia a través de la energía nuclear débil. Y es precisamente esta característica escurridiza la que abre las puertas a los físicos para creer que existe un cuarto sabor ‘estéril’ que sería todavía más difícil de observar y del cual podría estar compuesta la materia oscura.

Experimento BEST. Créditos: Konstantin Malanchev.

¿Rastros de neutrinos estériles?

Los investigadores midieron la cantidad de galio que se había transformado en un isótopo de germanio en cada tanque, de esta forma pudieron reconstruir hacia atrás lo que sucedió en ellos y lograron determinar el número de colisiones directas con neutrinos mientras oscilaban a través de su sabor electrónico.

Pero en el proceso ocurrió algo inesperado, se percataron de una menor presencia de germanio, entre un quinto y un cuarto menos de los esperado. Esto sugiere un déficit en el número de neutrinos electrónicos y abre de nuevo la duda a si existe un cuarto sabor ‘estéril’ que nos abriría la comprensión sobre la materia oscura.

Esto no significa expresamente una confirmación sobre el neutrino estéril, ya que todavía falta más investigación para comprender el errante comportamiento de estas partículas o si bien, se trató de un error en los modelos de cálculo.

Referencias: Barinov, V. (2022). Results from the Baksan Experiment on Sterile Transitions (BEST). Physical Review Letters. DOI


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