Los científicos han aprendido más sobre las partículas subatómicas llamadas neutrinos, a veces llamadas partículas fantasma. Se sabe que viajan a velocidades cercanas a la luz y que casi no tienen masa, pero un estudio reciente mostró la falta de masa de la Más neutrino sin masa. Es al menos 6 millones de veces más ligero que la masa de un electrón.
Los investigadores han trabajado arduamente para descubrir qué son los neutrinos, por qué son tan escurridizos y qué roles juegan en nuestro universo, utilizando cosas como telescopios de neutrinos bajo el mar para detectarlos o ubicarlos en galaxias distantes con agujeros negros en el centro.
Tipos de neutrinos
Hay tres tipos de neutrinos, llamados los tres sabores: neutrinos de electrones, muones y tau. Pero hay tantas cosas que aún se desconocen sobre ellos. Los científicos sospechan que los neutrinos electrónicos podrían ser los más ligeros, pero ese honor también podría corresponder a los neutrinos tau. Comprenderlos podría ayudar a explicar cómo se mantiene unido el universo, las razones de su continua expansión e incluso los misterios de la materia oscura.
“Cien mil millones de neutrinos pasan a través de tu pulgar desde el sol cada segundo, incluso de noche. Son fantasmas que interactúan muy débilmente de los que sabemos poco”, dijo el Dr. Arthur Loureiro, de la Universidad de College London Physics & Astronomy, en un comunicado de prensa en 2019. “Lo que sí sabemos es que a medida que se mueven pueden cambiar entre sus tres sabores, y esto solo puede suceder si al menos dos de sus masas son distintas de cero.
“Los tres sabores se pueden comparar con un helado en el que tienes una bola que contiene fresa, chocolate y vainilla. Todavía hay tres sabores presentes pero en diferentes proporciones, y la proporción cambiante, y el extraño comportamiento de la partícula, solo pueden explicarse porque los neutrinos tienen masa.
¿Qué pasa con la masa de los neutrinos?
Que los neutrinos incluso tengan masa es una idea un tanto novedosa. Este descubrimiento en 1998 finalmente le valió a Takaaki Kajita un Premio Nobel en 2015. Pero incluso después de que los científicos aprendieron su masa, todavía tenían muchas preguntas, como cuál es más pesado y cuál es más liviano.
Los neutrinos podrían tener lo que se llama un «orden de masa normal», en el que son similares a las masas de las partículas con las que están asociados. O podría ser exactamente lo contrario: un «orden de masa inverso», en el que se invierten sus masas esperadas.
Un artículo de 2019, publicado en Cartas de exploración física por investigadores de la UCL, la Universidad Federal de Río de Janeiro, el Instituto de Astrofísica de París y la Universidad de Sao Paulo, establece un límite superior para el neutrino más ligero, cualquiera que sea su sabor. No se pudo determinar un límite inferior.
La comprensión científica actual de los neutrinos en el universo.
Aunque hay muchas incógnitas sobre los neutrinos, los científicos tenían un gran grupo para estudiar. Ils ont recueilli des données du Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) au Nouveau-Mexique, qui a examiné 1 million de galaxies pour étudier l’expansion de l’univers en «cartographiant la distribution des galaxies rouges lumineuses et des quasars», selon son sitio web.
«Utilizamos información de una variedad de fuentes, incluidos telescopios espaciales y terrestres que observaron la primera luz del universo (radiación de fondo cósmico de microondas), estrellas en explosión, el mapa 3D más grande de galaxias en el Universo, aceleradores de partículas, reactores nucleares, y más”, dijo el Dr. Loureiro.
«Como los neutrinos son abundantes pero pequeños y escurridizos, necesitábamos todo el conocimiento disponible para calcular su masa y nuestro método podría aplicarse a otras grandes preguntas que desconciertan a los cosmólogos y físicos de partículas».
Todos estos datos requerían una enorme potencia informática.
“Usamos más de medio millón de horas de computación para procesar los datos; eso es casi 60 años en un solo procesador. Este proyecto ha ampliado los límites del análisis de big data en cosmología”, dijo Andrei Cuceu, el segundo autor del artículo.
La masa de neutrinos será crucial para futuros estudios cosmológicos, por lo que los autores del artículo están entusiasmados con futuros proyectos de investigación como el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que cuando esté listo en 2023, construirá un mapa 3D que cubra la región vecina. el universo a 11 mil millones de años luz de distancia.
“Es impresionante que el cúmulo de galaxias a gran escala pueda informarnos sobre la masa del neutrino más ligero, un resultado de fundamental importancia para la física. Este nuevo estudio demuestra que estamos bien encaminados para medir realmente las masas de neutrinos con la próxima generación de grandes estudios espectroscópicos de galaxias, como DESI, Euclid y otros”, dijo el profesor de la UCL Ofer Lahav, coautor del estudio y presidente de el Reino Unido. Dark Energy Survey Consortia y DESI.
Y si el estudio de los neutrinos en el espacio no funciona, los científicos siempre pueden intentar construirlos aquí en la Tierra.
David Grossman es editor de PopularMechanics.com. Anteriormente ha escrito para The Verge, Rolling Stone, The New Republic y varias otras publicaciones. Tiene su sede en Brooklyn.
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