Los últimos resultados de MINOS y MiniBooNE apuntan a que el neutrino es diferente de su antipartícula

Por Francisco R. Villatoro, el 19 junio, 2010. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science

El neutrino es la partícula elemental conocida de menor masa (no nula). Los neutrinos interactúan débilmente con la materia por lo que son muy difíciles de estudiar en detalle. Se estima que unos sesenta y seis mil millones de neutrinos atraviesan cada segundo cada centímetro cuadrado de tu piel (y tú no notas nada). Una de las grandes incógnitas en la física de los neutrinos es si son idénticos a su antipartícula (es decir, si son partículas de Majorana) o si son diferentes a ella (serían partículas de Dirac).

Esta semana (14-19 junio) ha tenido lugar la conferencia “Neutrino 2010” en Atenas, Grecia. La gran noticia de dicha conferencia son los últimos resultados del experimento MINOS en el Fermilab, Chicago, que apuntan a que los neutrinos muónicos oscilan de forma diferente que los antineutrinos muónicos, es decir, que el neutrino y el antineutrino muónicos podrían ser partículas diferentes entre sí con una confianza del 95% (otra posibilidad es que el neutrino viole el sacrosanto de la simetría CPT). Por supuesto, el resultado es todavía preliminar ya que hay una probabilidad de un 5% de que los resultados sean una mera fluctuación estadística y que en un futuro la discrepancia se elimine. Aún así muchos medios se han hecho eco de esta importante noticia que nos contó el lunes 14 en su conferencia invitada Patricia Vahle, “New Results from MINOS,” Neutrino 2010, 14 June 2010, y el servicio de noticias del Fermilab en Rhianna Wisniewski, “New measurements from Fermilab’s MINOS experiment suggest a difference in a key property of neutrinos and antineutrinos,” Press Room, Fermilab, June 14, 2010.

Más aún, el experimento MiniBooNE también ha encontrado un exceso (3 sigmas) de antineutrinos (en este caso electrónicos) con respecto a lo esperado para la oscilación de neutrinos en el rango de energías entre 200-475 MeV (pero no para energías mayores de 475 MeV). También son datos provisionales y hay que tomarlos con alfileres y recordar que un exceso tan pequeño también puede ser una fluctuación estadística. La física de los neutrinos siempre está rodeada de cierto misterio por lo difícil que es ratificar las observaciones entre múltiples colaboraciones experimentales. Nos lo contó Richard Van de Water (LANL), “Updated Anti-neutrino Oscillation Results from MiniBooNE,” (Anti)Neutrino 2010, June 14, 2010.

Obviamente, muchos medios se han hecho eco de estas interesantes noticias, como Eric Hand, “Experiments find “weird” differences between neutrinos and anti-neutrinos,” The Great Beyond,June 14, 2010; Rhianna Wisniewski, “MiniBooNE results suggest antineutrinos act differently,” Symmetry Breaking, June 18, 2010; BJS, “Fermilab’s MINOS experiment suggests difference in key neutrino and antineutrino property,” ScienceBlog, June 14, 2010.

El experimento MINOS lleva estudiando la oscilación de los antineutrinos muónicos desde el 11 de octubre de 2009 y han observado (hasta el 31 de mayo de 2010) sólo 97 antineutrinos cuando en teoría tendrían que haber sido 155, lo que confirma con 6’3 σ que los antineutrinos oscilan. Ahora bien, los parámetros de dicha oscilación |\Delta \bar{m}^2|=3'36^{+0'45}_{-0'40} y \sin^2(2\bar{\theta})=0'86\pm 0'11 difieren de los calculados para la oscilación de los neutrinos, |\Delta {m}^2|=2'35^{+0'11}_{-0'08} y \sin^2(2 {\theta})>0'91 (90\% C.L.. Todavía son resultados preliminares y los límites de confianza al 68% contienen una región con intersección no nula. Habrá que esperar a finales de este año, cuando el experimento recopile datos de muchos más antineutrinos.



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