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  • Investigación y Ciencia
  • Diciembre 2013Nº 447
Apuntes

Física de partículas

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A la espera de los neutrinos evanescentes

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Tal vez «exótico» sea un término demasiado generoso para calificar la desintegración beta doble sin neutrinos. Este proceso, por ahora hipotético, consistiría en una desintegración radiactiva acompañada de la emisión de dos neutrinos que se aniquilarían de inmediato el uno al otro. En caso existir, observarlo en una muestra que constase de un solo átomo podría suponer una espera de billones de billones de años, muchísimo más que la edad del universo.

Puede que la desintegración beta doble sin neutrinos no se dé en la naturaleza. Sin embargo, los físicos llevan años intentando detectarla por una razón: ayudaría a profundizar en los secretos de estas fascinantes partículas.

Aunque la mayoría de los experimentos de física subatómica intentan detectar partículas de una u otra clase, aquí los expertos se afanan por captar una reveladora ausencia. Se trata de una variante de la desintegración beta doble, un proceso nuclear bien conocido en el que un átomo de un elemento radiactivo se transmuta en otro (el xenón en bario, por ejemplo) y, en el curso de la metamorfosis, emite dos electrones y dos neutrinos. Según algunas teorías, neutrinos y antineutrinos serían la misma partícula. En tal caso, los dos que se emitiesen durante una desintegración beta doble podrían aniquilarse mutuamente. Por ello, los físicos buscan la misma clase de señales que caracterizan la desintegración beta doble, pero sin neutrinos.

La observación del fenómeno abriría varias líneas de investigación. «Una desintegración beta doble sin neutrinos constituiría una señal inequívoca de nueva física», asegura Carter Hall, de la Universidad de Maryland. Tal vez lo más seductor sea que, si neutrinos y antineutrinos fuesen la misma partícula, no adquirirían su masa a través del mecanismo de Higgs, como ocurre con el resto de las partículas elementales, sino mediante otros procesos cuyos detalles no se entienden bien. Además, la naturaleza dual de los neutrinos podría ayudar a entender por qué nuestro universo apenas contiene antimateria.

En 2004, un equipo experimental de Heidelberg y Moscú anunció un posible avistamiento del raro fenómeno. Sin embargo, aquellos datos no fueron corroborados por observaciones posteriores. En caso de haber detectado una genuina desintegración sin neutrinos, el experimento italiano GERDA, que intenta observar el mismo proceso en átomos de germanio, ya debería haber confirmado los resultados del grupo de Heidelberg y Moscú. Pero, según un artículo publicado el pasado mes de septiembre en la revista Physical Review Letters, los físicos de GERDA siguen con las manos vacías. En cualquier caso, las mejoras técnicas previstas para los próximos años otorgarán a GERDA la sensibilidad que, según muchos, permitiría detectar el fenómeno.

Al mismo tiempo, varios laboratorios estudian las emisiones de otros elementos que, al menos en teoría, también podrían sufrir una desintegración beta doble sin neutrinos. En 2012 se presentaron los datos preliminares de dos nuevos experimentos: KamLAND-Zen y EXO-200, los cuales intentan observarla en átomos de xenón. Aunque aún no han visto nada, los experimentos actuales bien podrían ser los primeros que se hallasen a las puertas de verificar o descartar el esquivo fenómeno.

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