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| El experimento KATRIN limita la masa de los neutrinos con una precisión récord mundialLos neutrinos son más ligeros que 0,8 electronvoltios. Crédito: Joachim Wolf / KIT |
Desde el descubrimiento de las oscilaciones de los neutrinos, se sabe que éstos tienen una masa distinta de cero. Sin embargo, la escala absoluta de la masa de los neutrinos sigue siendo desconocida.
La medición de la escala de masa de los neutrinos podría ofrecer una mejor comprensión del universo. Este es el reto que ha asumido el experimento internacional KATRIN del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) con socios de seis países, entre ellos la Universidad Técnica de Múnich (TUM), como la escala más sensible del mundo para los neutrinos.
El equipo utilizó la desintegración beta del tritio para determinar la masa del neutrino a través de la distribución energética de los electrones liberados en el proceso de desintegración. Utilizando un espectrómetro gigante, midieron la energía de los electrones de desintegración con una precisión sin precedentes. Su experimento ha roto una importante "barrera" en la física de los neutrinos.
Los científicos informaron de que se puede derivar un límite superior de 0,8 eV para la masa del neutrino, una precisión que no se había logrado antes en ningún lugar del mundo.
Guido Drexlin (KIT), director del proyecto y uno de los dos coportavoces del experimento. Christian Weinheimer (Universidad de Münster), el otro coportavoz, dijo: "KATRIN es un experimento con los más altos requisitos tecnológicos y ahora funciona como un reloj perfecto. El aumento de la tasa de señal y la reducción de la tasa de fondo han sido decisivos para el nuevo resultado".
"Sólo con este laborioso e intrincado método pudimos excluir un sesgo sistemático de nuestro resultado debido a procesos de distorsión. Estamos especialmente orgullosos de nuestro equipo de análisis, que asumió con éxito este enorme reto con gran compromiso."
Los científicos señalaron: "Es la primera vez que un experimento directo sobre la masa de los neutrinos se adentra en el rango de masa sub-eV, importante desde el punto de vista cosmológico y físico, donde se sospecha que se encuentra la escala de masa fundamental de los neutrinos."
El experto en neutrinos John Wilkerson dijo: "La comunidad de la física de partículas está entusiasmada porque KATRIN ha roto la barrera de 1-eV".
Susanne Mertens, catedrática de materia oscura en la TUM, explica el camino hacia el nuevo récord: "Nuestro equipo en el MPP de Múnich ha desarrollado un nuevo método de análisis para KATRIN especialmente optimizado para los requisitos de esta medición de alta precisión. Esta estrategia se ha utilizado con éxito en los resultados anteriores y actuales. Mi grupo está muy motivado: Seguiremos afrontando los futuros retos del análisis KATRIN con nuevas ideas creativas y una precisión meticulosa".
Fuentes, créditos y referencias:
The KATRIN Collaboration. Direct neutrino-mass measurement with sub-electronvolt sensitivity. Nat. Phys. 18, 160–166 (2022). DOI: 10.1038/s41567-021-01463-1
Fuente: Universidad Técnica de Múnich