KATRIN establece un nuevo récord: ¡la masa del neutrino alcanza por primera vez 0,45 eV!

KATRIN establece un nuevo récord: ¡la masa del neutrino alcanza por primera vez 0,45 eV!

El 11 de abril de 2025, el “Experimento de tritio y neutrinos de Karlsruhe” (KATRIN) en el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) logró avances notables en la investigación de neutrinos. En un artículo publicado en la revistaCienciase publicó, se determinó un nuevo límite superior para la masa del neutrino de como máximo 0,45 electronvoltios (eV), es decir, sólo 8 x 10^-37corresponde a kilogramos. Este hallazgo representa un récord global y es crucial para arrojar luz sobre las propiedades físicas de una de las partículas menos comprendidas del universo. La medición precisa de la masa de los neutrinos es fundamental para comprender las leyes fundamentales de la naturaleza, como explica la colaboración KATRIN.

Los neutrinos, que existen en tres tipos principales (neutrinos electrónicos, muónicos y tau), son eléctricamente neutros y rara vez reaccionan con la materia. El experimento KATRIN utiliza la desintegración beta del tritio para medir con precisión la masa del neutrino. Durante este proceso, un neutrón se transforma en un protón y emite un electrón y un antineutrino electrónico. El análisis de la distribución de energía de estas partículas permite a los científicos sacar conclusiones sobre la masa de los neutrinos. Se espera que la información sobre la masa estimada de neutrinos en 2025 se acerque a 0,3 eV con un 90% de confianza.

Detalles técnicos del experimento KATRIN

El sistema KATRIN tiene 70 metros de largo e incluye un espectrómetro de alta resolución con un diámetro de diez metros. Las mediciones de la masa de neutrinos se llevaron a cabo durante un total de 259 días en cinco campañas de medición, durante las cuales se analizaron alrededor de 36 millones de electrones. Esta cantidad de datos supera seis veces las mediciones anteriores y permite un estudio mucho más preciso de la masa de los neutrinos. Los resultados de KATRIN también confirman la teoría de que los neutrinos son al menos un millón de veces más ligeros que los electrones y refuerzan la evidencia de que los neutrinos tienen masa, un aspecto que contradice la suposición tradicional del Modelo Estándar.

Los investigadores han perfeccionado significativamente los límites de las mediciones de neutrinos mediante métodos mejorados de recopilación de datos y han reducido las incertidumbres sistemáticas. Christian Weinheimer de la Universidad de Münster, uno de los ponentes anteriores del experimento, y su equipo desempeñaron un papel clave en la configuración y el funcionamiento de KATRIN y desarrollaron métodos innovadores de análisis y medición que aumentan significativamente la sensibilidad de los experimentos.

Perspectivas y proyectos futuros.

Las mediciones de masa de neutrinos en el marco de KATRIN se prolongarán hasta finales de 2025. A partir de 2026 se conectará un nuevo sistema detector llamado TRISTAN, que permitirá la búsqueda de hipotéticos neutrinos estériles. Además, está en marcha un programa de investigación y desarrollo llamado KATRIN++ para desarrollar conceptos para futuros experimentos sobre la masa de neutrinos. En este proyecto conjunto internacional participan científicos de más de 20 instituciones de siete países.

En resumen, el progreso del experimento KATRIN no sólo muestra la importancia de la investigación de los neutrinos para comprender nuestro universo, sino también qué enfoques innovadores son posibles en la física de partículas moderna. Los hallazgos de KATRIN amplían los límites del conocimiento y resaltan los enormes desafíos que enfrentan los científicos. Los resultados y técnicas de esta investigación tienen el potencial de cambiar permanentemente todo el campo de la física de partículas.

Para obtener más información sobre los resultados del experimento KATRIN, lea los informes. uni-muenster.de, deinkalert.org y kit.edu.