¿Fantasma En La Maquina? Los Misteriosos 'Estériles' Neutrinos Podrían No Existir

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Una nueva investigación sugiere que las partículas de neutrinos estériles propuestas no pueden explicar una misteriosa anomalía que se encuentra en los datos de las centrales eléctricas de todo el mundo.

Las partículas subatómicas esquivas propuestas que solo interactúan fugazmente con la materia a través de la gravedad pueden no existir, al menos si los nuevos datos de un reactor nuclear son una indicación.

Los científicos habían notado durante mucho tiempo una discrepancia entre el número predicho y el real de los antineutrinos, o los socios de la antimateria a los neutrinos, producidos en los reactores nucleares. Ahora, un nuevo análisis sugiere que esta discrepancia de antineutrino en el reactor no es el resultado de una nueva partícula hipotética conocida como un neutrino estéril. En cambio, los modelos teóricos pueden haber estado equivocados todo el tiempo, sugieren los datos de la planta nuclear de Daya Bay en China.

"Entre las posibles explicaciones, la más emocionante es que tenemos una nueva parte de la física", como los neutrinos estériles, dijo Kam-Liu Bak, portavoz de Daya Bay Collaboration. "Esa explicación es ahora poco probable". [Los 18 mayores misterios sin resolver en la física]

Partículas fantasmales

Los neutrinos son partículas casi sin masa, sin carga e increíblemente esquivas. Las partículas fantasmales se producen en el corazón ardiente del sol y 100 mil millones pasan a través de cada centímetro de nuestros cuerpos y pasan desapercibidos todos los días. Sus compañeros de antimateria, llamados antineutrinos, se forman en los reactores nucleares (en la Tierra) durante la desintegración beta, un proceso por el cual un isótopo pesado expulsa un neutrón de su núcleo, que luego se convierte en un electrón y un antineutrino.

Es este proceso de desintegración beta el que está en el corazón de la llamada anomalía del antineutrino del reactor. En 2011, los científicos actualizaron un modelo teórico de física de partículas que predecía la frecuencia con la que los antineutrinos deberían detectarse dentro de los reactores nucleares. Sobre la base de este nuevo modelo, los datos de todo el mundo revelaron que los reactores estaban produciendo menos antineutrinos de lo esperado: algunos de los antineutrinos predichos estaban desapareciendo de alguna manera.

Anomalía resuelta

Una de las principales teorías para explicar la discrepancia argumentó que algunos de estos antineutrinos faltantes se estaban transformando en partículas hipotéticas llamadas neutrinos estériles. Los neutrinos estériles interactuarían con otra materia solo a través de la gravedad, pero no con la fuerza débil, como hacen otros neutrinos. Los neutrinos estériles eran teóricamente atractivos en parte porque comparten propiedades similares con, y posiblemente podrían explicar, la materia oscura, la misteriosa sustancia que se cree que constituye la mayor parte de la materia en el universo; La materia oscura no interactúa con la luz visible.

Recientemente, sin embargo, el caso de los neutrinos estériles ha sido en un terreno más inestable. En 2016, un enorme experimento subterráneo conocido como IceCube Neutrino Observatory surgió vacío en su búsqueda de neutrinos estériles. Eso significaba que si los neutrinos estériles existieran, entonces tendrían que existir en un rango de energía fuera de la mayoría de los experimentos de neutrinos actualmente en ejecución. [Fotos de IceCube: Laboratorio de física enterrado bajo hielo antártico]

El nuevo estudio ha eliminado la necesidad de neutrinos estériles. Bak y sus colegas analizaron los datos de la planta nuclear de Daya Bay. Daya Bay produce energía nuclear a través de la fisión de elementos radiactivos como el uranio y el plutonio. Analizaron la proporción de neutrinos y antineutrinos producidos a diferentes energías y la cantidad de neutrinos totales producidos, observando los más de 2 millones de antineutrinos producidos durante cuatro años de operación.

El estudio actual encontró que el número de antineutrinos generados a partir de plutonio 239 radioactivo (átomos de plutonio con 94 protones y 145 neutrones) coincidía con las predicciones teóricas, pero la proporción de antineutrinos producida por la descomposición del uranio 235 radiactivo (92 protones y 143 neutrones) era significativamente más bajo que lo predicho por los modelos. Si los neutrinos estériles estuvieran detrás de esta anomalía, debería haber la misma fracción de antineutrinos faltantes que emergen de la descomposición radioactiva del plutonio que del uranio. En cambio, es probable que el modelo sea la fuente de la anomalía.

"Ese es realmente el arma humeante de nuestro último resultado", dijo Bak a WordsSideKick.com.

Sin embargo, eso no descarta completamente la existencia de estas partículas efímeras, agregó Bak.

"El problema es que, como su nombre lo indica, el neutrino estéril es esencialmente extremadamente esquivo, es incluso mucho más esquivo que otros neutrinos", dijo Bak. "Es posible que estemos mirando al lugar equivocado, que aún estén escondidos en alguna parte".

Los hallazgos fueron publicados en febrero en Physical Review Letters.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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