Nuevos datos arrojan más apoyo detrás de la teoría de que los neutrinos son la razón por la cual el universo está dominado por la materia.
Las leyes actuales de la física no explican por qué la materia persiste sobre la antimateria, por qué el universo está hecho de 'cosas'. Los científicos creen que se crearon cantidades iguales de materia y antimateria al comienzo del universo, pero esto significaría que deberíanse han aniquilado, aniquilando el universo tal como comenzó.
En cambio, los físicos sugieren que debe haber diferencias en la forma en que se comportan la materia y la antimateria que explican por qué la materia persistió y ahora domina el universo. Cada partícula de materia tiene un equivalente de antimateria, y los neutrinos no son diferentes, con un equivalente de antimateria llamado antineutrinos.
Deben ser opuestos exactos en sus propiedades y comportamiento, que es lo que los hace aniquilarse entre sí por contacto.
Ahora, un equipo internacional de investigadores que componen la Colaboración T2K, incluidos los científicos del Imperial College de Londres, han encontrado la evidencia más sólida hasta ahora de que los neutrinos y antineutrinos se comportan de manera diferente y, por lo tanto, no pueden eliminarse entre sí.
El Dr. Patrick Dunne, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "Este resultado nos acerca más que nunca a responder la pregunta fundamental de por qué existe la materia en nuestro universo. Si se confirma, en el momento en que terminemos95% seguro: tendrá profundas implicaciones para la física y debería indicar el camino para una mejor comprensión de cómo evolucionó nuestro universo ".
Anteriormente, los científicos han encontrado algunas diferencias en el comportamiento entre la materia y las versiones antimateria de partículas subatómicas llamadas quarks, pero las diferencias observadas hasta ahora no parecen ser lo suficientemente grandes como para dar cuenta del dominio de la materia en el universo.
Sin embargo, el nuevo resultado de T2K indica que las diferencias en el comportamiento de los neutrinos y antineutrinos parecen ser bastante grandes. Los neutrinos son partículas fundamentales pero no interactúan muy fuertemente con la materia normal, de modo que alrededor de 50 billones de neutrinos del Sol pasan a través de sucuerpo cada segundo.
Los neutrinos y antineutrinos pueden venir en tres 'sabores', conocidos como muón, electrón y tau. A medida que viajan, pueden 'oscilar', cambiando a un sabor diferente. El hecho de que los neutrinos muónicos oscilan en neutrinos electrónicos fue descubierto por primera vezpor el experimento T2K en 2013.
Para obtener el nuevo resultado, el equipo disparó haces de neutrinos y antineutrinos muónicos desde las instalaciones de J-PARC en Tokai, Japón, y detectó cuántos neutrinos y antineutrinos electrónicos llegaron al detector Super-Kamiokande a 295 km de distancia.
Buscaron diferencias en cómo los neutrinos o antineutrinos cambiaron de sabor, descubriendo que los neutrinos parecen ser mucho más propensos a cambiar que los antineutrinos.
Los datos disponibles también descartan fuertemente la posibilidad de que los neutrinos y antineutrinos tengan la misma probabilidad de cambiar de sabor. El Dr. Dunne dijo: "Lo que nuestro resultado muestra es que estamos más del 95 por ciento seguros de que importan los neutrinos y antineutrinoscomportarse de manera diferente. Esta es una gran noticia en sí misma; sin embargo, ya sabemos de otras partículas que tienen diferencias de materia-antimateria que son demasiado pequeñas para explicar nuestro universo dominado por la materia.
"Por lo tanto, medir el tamaño de la diferencia es lo que importa para determinar si los neutrinos pueden responder a esta pregunta fundamental. Nuestro resultado de hoy revela que, a diferencia de otras partículas, el resultado en neutrinos es compatible con muchas de las teorías que explican el origen de la diferenciadominio de la materia del universo "
Si bien el resultado es la evidencia más sólida hasta ahora de que los neutrinos y antineutrinos se comportan de manera diferente, la Colaboración T2K está trabajando para reducir cualquier incertidumbre y recopilar más datos al actualizar los detectores y las líneas de haz, incluido el nuevo detector Hyper-Kamiokande para reemplazar el Super-KamiokandeUn nuevo experimento, llamado DUNE, también está en construcción en los EE. UU. Imperial está involucrado en ambos.
Los investigadores de Imperial han estado involucrados en la Colaboración T2K desde 2004, comenzando con diseños conceptuales en pizarras blancas e investigación y desarrollo en nuevos componentes de detectores de partículas que fueron clave para construir este experimento, que finalmente se completó y se activó en 2010.
Para el último resultado, el equipo contribuyó al análisis estadístico de los resultados y se aseguró de que la señal que observan sea real, además de incluir los efectos de cómo interactúan los neutrinos con la materia, que es una de las mayores incertidumbres que intervienenanálisis.
El profesor Yoshi Uchida dijo: "Cuando comenzamos, sabíamos que ver signos de diferencias entre los neutrinos y los antineutrinos de esta manera era algo que podría llevar décadas, si es que alguna vez podían verse, por lo que es casi como un sueñoque nuestro resultado se celebre en la portada de Naturaleza esta semana "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Hayley Dunning. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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