Artículo publicado por Kathryn Jepsen el 17 de agosto de 2012
en Symmetry Breaking
Dos experimentos del Fermilab han establecido nuevos límites en la búsqueda de un tipo de neutrino posiblemente no descubierto, dejando sin explicar las anteriores medidas.
Hasta el momento, los científicos han observado tres tipos, o sabores, de neutrinos: el neutrino electrónico, el neutrino muónico, y el neutrino tauónico. Pero los físicos han observado pistas de que puede que esta no sea la descripción completa.
Neutrinos en una cámara de burbujas de hidrógeno
© by Argonne National Laboratory
Ampliar el clan de los neutrinos tendría efectos de largo alcance, dice el físico de Los Álamos Warren Huelsnitz que trabaja en el experimento MiniBooNE del Fermilab. “Si descubrimos un nuevo tipo de neutrino, ampliaría nuestra comprensión del Modelo Estándar”, dice. “Provocaría que los cosmólogos tuviesen que recalcular sus predicciones de los inicios del universo”.
Una de las primeras pistas que tuvieron los científicos sobre que podía haber en los neutrinos más de lo que parecía, llegó cuando midieron menos neutrinos electrónicos de los esperado procedentes del Sol.
Este déficit también aparecía cuando los experimentos de desintegración de protones medían el número de neutrinos muónicos producidos
en la atmósfera de la Tierra.
Los físicos descubrieron finalmente que los neutrinos perdidos simplemente estaban ocultos; habían oscilado a otro sabor de neutrino mientras viajaban.
Las oscilaciones de sabor resolvieron los problemas con los neutrinos solares y atmosféricos, pero aparecieron posteriores experimentos con resultados más desconcertantes. El experimento Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) en el Laboratorio Nacional de Los Álamos encontró un exceso de antineutrinos electrónicos procedentes de un haz de antineutrinos muónicos de corto alcance. Los experimentos con fuentes radiactivas han encontrado un déficit aparentemente similar de antineutrinos electrónicos y eventos de neutrinos respectivamente.
Si el exceso y el déficit se debiera a las oscilaciones, apuntaría a la existencia de, al menos, un tipo de neutrino intermedio, al cual oscilarían los neutrinos muónicos antes de convertirse en electrónicos, dice Huelsnitz. “Tendríamos que tener un nuevo tipo de neutrino como intermediario”, señala.
El nuevo tipo de neutrino sería estéril – no se vería afectado por la fuerza nuclear débil como los otros tipos de neutrinos – y por tanto no interactuaría con los detectores de neutrinos actuales.
El experimento MiniBooNE del Fermilab ha encontrado un exceso de eventos de antineutrinos electrónicos que puede estar relacionado con el resultado de LSND. Pero cuando los científicos de MiniBooNE buscaron el correspondiente déficit de neutrinos muónicos o antineutrinos, no encontraron pruebas de ello.
Este mes han actualizado sus resultados en colaboración con otro experimento de neutrino de línea base corta, SciBooNE. De nuevo, no se ha encontrado escasez de antineutrinos muónicos.
El nuevo resultado establece unos parámetros más restrictivos para la posibilidad de neutrinos estériles, pero el exceso de antineutrinos electrónicos de Los Álamos y Fermilab sigue siendo un misterio.
