Neutrinos estériles en duda: Nuevos experimentos MicroBooNE y KATRIN cuestionan existencia de neutrinos estériles y complican misterio de la materia oscura. #FísicaDePartículas  Por Félix Riaño @LocutorCo  Durante décadas, muchos físicos pensaron que en el universo existía un cuarto tipo de neutrino, uno tan silencioso que solo respondería a la gravedad. Lo llamaron neutrino estéril y creyeron que podría explicar varias rarezas que no encajaban en el Modelo Estándar de la física. Dos experimentos publicados en la revista Nature ponen en aprietos esa idea. MicroBooNE en Estados Unidos y KATRIN en Alemania han logrado mediciones más precisas y no ven señales de estos neutrinos adicionales. Esto complica la historia, porque otros experimentos sí habían detectado comportamientos extraños. ¿Qué está pasando entonces con estas partículas casi invisibles?  Los neutrinos son partículas diminutas y muy abundantes. Cruzan tu cuerpo en cantidades enormes cada segundo sin que te des cuenta, porque casi no interactúan con nada. Hasta ahora se conocen tres tipos: electrón, muón y tau. Estos neutrinos pueden cambiar de tipo mientras viajan, en un proceso llamado oscilación. Ese cambio demuestra que tienen masa, aunque sea muy pequeña. Todo esto está muy bien explicado dentro del Modelo Estándar, que es la teoría de partículas que se usa hoy.Pero desde los años 90, varios laboratorios han visto señales que no encajan. Algunos detectaron neutrinos extra; otros registraron menos neutrinos de los esperados. Esa mezcla de excesos y faltantes llevó a pensar en un neutrino estéril. Sería un tipo de neutrino que no participa en ninguna interacción salvo la gravedad. La idea emocionó a muchos porque permitiría explicar también una parte de la materia oscura, esa masa invisible que mantiene unidas a las galaxias. Ese era el panorama hasta esta semana.  El problema es que las pistas no eran claras. El experimento LSND en los 90 y más tarde MiniBooNE entre 2002 y 2019 vieron un exceso de neutrinos, como si un tipo de neutrino se transformara inesperadamente en otro. Otros experimentos con grandes depósitos de galio encontraron menos neutrinos de lo esperado. Estas señales apuntaban hacia un cuarto tipo de neutrino.  Pero la explicación tenía huecos. Ningún detector había podido confirmarlo desde varios ángulos, y las mediciones no coincidían entre sí. MicroBooNE, diseñado especialmente para revisar los resultados de MiniBooNE, tenía la misión de ver si ese exceso era real o si venía de algo distinto. Mientras tanto, el experimento KATRIN en Alemania analizaba tritio, un tipo de hidrógeno, buscando una señal muy específica: un pequeño “doblez” en la energía de los electrones. Ese doblez sería una marca clara del neutrino estéril. Ambos equipos trabajaron durante años, juntaron millones de datos y ahora presentaron sus resultados.  Los nuevos datos borran la pista, pero dejan el misterio intacto.  MicroBooNE analizó dos haces distintos de neutrinos: el BNB y el NuMI. Esto permitió romper una confusión matemática que hacía difícil interpretar resultados anteriores. Al tener dos haces con cantidades diferentes de neutrinos electrón, MicroBooNE pudo ver si realmente había apariciones o desapariciones inesperadas. La respuesta fue clara: no encontraron nada fuera de lo que predice el Modelo Estándar. Sus datos descartan con un 95% de confianza la idea de un único neutrino estéril que explique los resultados viejos.  Por otro lado, el experimento KATRIN recolectó 36 millones de electrones entre 2019 y 2021, en una medición de altísima precisión. Sus resultados tampoco ven señales de un neutrino estéril. Esto choca contra lo reportado por el experimento ruso Neutrino-4, que había asegurado detectar uno. Cuando dos experimentos muy precisos no ven la señal, la hipótesis pierde fuerza. El problema ahora no es solo que MicroBooNE y KATRIN no vean nada. Es que los experimentos antiguos tampoco estaban equivocados a simple vista. Sus datos no tenían errores obvios. Las anomalías siguen ahí, sin explicación directa. Esto crea un rompecabezas difícil de resolver. Si no es un neutrino estéril, ¿qué ocurrió entonces en LSND, MiniBooNE o en los experimentos con galio?  Los científicos sugieren otras posibilidades. Quizás exista más de un neutrino estéril, lo que haría más complejos los efectos. Otra opción es que los neutrinos tengan interacciones nuevas que aún no se han descubierto. También existe la posibilidad de que alguno de estos neutrinos se desintegre antes de llegar al detector. Todas estas ideas son especulativas, pero sirven para mostrar que el campo está en movimiento. Los neutrinos siguen siendo uno de los grandes misterios del universo.  Los resultados de MicroBooNE muestran que el exceso observado por MiniBooNE no se puede explicar con un solo neutrino estéril. Su análisis combina 14 tipos de eventos y deja una región muy pequeña donde ese cuarto neutrino podría existir. En el caso de KATRIN, la ausencia de ese “doblez” en la energía de los electrones descarta una parte enorme de lo que llamamos espacio de parámetros. Es decir, descarta una gran cantidad de posibles masas y combinaciones para ese neutrino hipotético.  Lo interesante es que estos dos experimentos atacan el misterio desde lados muy distintos. MicroBooNE se basa en haces acelerados de neutrinos. KATRIN, en cambio, mira la desintegración de un átomo. Que ambos lleguen a la misma conclusión da mucha seguridad. Aun así, no se cierra la puerta. KATRIN aún tiene años de mediciones por delante. Cuando termine su recolección de datos en 2025, tendrá seis veces más eventos para analizar. Además, en 2026 tendrá un nuevo detector llamado TRISTAN que permitirá buscar neutrinos estériles más pesados.  Mientras tanto, en Estados Unidos también avanza el programa Short Baseline Neutrino, con más detectores de argón líquido en la misma línea de MicroBooNE. Con todos estos esfuerzos reunidos, la comunidad científica espera que dentro de unos años la historia empiece a aclararse.  El Modelo Estándar explica cómo funcionan todas las partículas conocidas. Pero es incompleto porque no incluye la gravedad y tampoco explica la materia oscura. Por eso, muchos físicos esperan que los neutrinos sirvan como pista para una teoría más profunda. Los neutrinos estériles eran una de las apuestas más comentadas, ya que podrían actuar como candidatos para esa materia oscura.  Los neutrinos tienen muy poca masa, pero el hecho de que la tengan ya fue un descubrimiento enorme. En el año 2015, el Premio Nobel destacó precisamente la observación de sus oscilaciones. Esas oscilaciones implican que los neutrinos cambian de tipo mientras se mueven, un comportamiento poco común en la física de partículas.  En la Tierra, los neutrinos llegan desde muchos lugares: el Sol, las estrellas, explosiones de supernovas y reactores nucleares. También se producen en aceleradores gigantes como Fermilab. Gracias a todos esos orígenes diferentes se pueden hacer experimentos que comparan resultados y buscan patrones en sus cambios.  Hoy contamos que MicroBooNE y KATRIN no han encontrado señales del neutrino estéril, ese supuesto cuarto neutrino que muchos esperaban. Las anomalías siguen sin explicación, pero la ciencia avanza con cada experimento preciso. Si quieres seguir este viaje fascinante por el universo, te invito a seguir el pódcast Flash Diario en Spotify:https://open.spotify.com/show/3hZpVtjGWqgqATmVom54uK?si=2HttGDsxQW6PjeaXKSwI3w  📚 BibliografíaThe New York Times“Sterile Neutrino Prediction Muddled by Latest Experiments”Nature“Search for light sterile neutrinos with two neutrino beams at MicroBooNE”Scientific American“Scientists Just Tore Up a Major Particle Physics Theory”Interesting Engineering“Most precise neutrino experiment finds no sign of elusive 'sterile' particle”Conviértete en un seguidor de este podcast: https://www.spreaker.com/podcast/flash-diario-de-el-siglo-21-es-hoy--5835407/support.📲 ¿Quieres ver más contenidos de ciencia y tecnología todos los días?Sígueme en Instagram: @ElSiglo21eshoy 

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