La anomalía ‘extremadamente emocionante’ descubierta en un experimento importante puede ser una gran noticia para la física

Una extraña brecha entre las expectativas teóricas y los resultados experimentales en un Un importante proyecto de investigación sobre neutrinos Podría ser una señal de un esquivo neutrino «estéril», una partícula muy silenciosa, que solo puede detectarse por el silencio que deja a su paso.

Esta no es la primera vez que vemos anomalías, así como datos experimentales previos que sugieren algo extraño en el mundo de la investigación de neutrinos. Esta vez, fue descubierto en el Experimento Baksan sobre Transformaciones Estériles (BEST).

La evidencia clara de hipotéticos neutrinos estériles podría proporcionar a los físicos un poderoso candidato para suministrar al misterioso universo. materia oscura. Por otro lado, esto simplemente puede conducir a un problema con los paradigmas utilizados para describir los comportamientos peculiares de la vieja escuela. neutrinos.

Lo que también constituiría un momento importante en la historia de la física.

«Los resultados son muy emocionantes», Dice El físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, Steve Elliott.

«Esto ciertamente vuelve a confirmar las anomalías que hemos visto en experimentos anteriores. Pero lo que eso significa no está claro. Ahora hay resultados contradictorios sobre los neutrinos estériles. Si los resultados apuntan a un malentendido de la física nuclear o atómica básica, eso sería muy interesante también».

A pesar de estar entre las partículas más abundantes del universo, se sabe que los neutrinos son difíciles de detectar. Cuando apenas tienes masa, no tienes carga eléctrica, y haces que tu existencia sea conocida solo por la fuerza nuclear débil, es fácil deslizarse a través de la materia más densa sin obstáculos.

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El movimiento fantasmal del neutrino no es solo su cualidad intrigante. La onda cuántica de cada partícula se transforma a medida que despega, oscilando entre distintos «sabores» que hacen eco de la resonancia de las partículas cargadas negativamente: el electrón, el muón y el tau.

Estudios sobre las oscilaciones de neutrinos en Laboratorio Nacional de Los Álamos de EE. UU. en la década de 1990 Noté brechas en el momento de este cambio que dejaban espacio para un cuarto sabor, uno que no ocurriría como una onda en el dominio nuclear débil.

Oculto en el silencio, el sabor estéril de los neutrinos solo será evidente por una breve pausa en sus interacciones.

BEST está protegido de las fuentes de neutrinos cósmicos bajo una milla de roca en las montañas rusas del Cáucaso. Cuenta con un tanque de doble cámara de galio líquido que recoge pacientemente los neutrinos emitidos por el núcleo de cromo radiactivo.

Después de medir cuánto galio se ha convertido en un isótopo de germanio en cada tanque, los investigadores pueden trabajar hacia atrás para determinar el número de colisiones directas con neutrinos a medida que oscilan a través del sabor de electrones.

Similar a la ‘anomalía de galio’ del experimento de Los Álamos, los investigadores contaron entre un quinto y un cuarto menos de germanio de lo esperado, lo que indica un déficit en el número esperado de neutrinos electrónicos.

Esto no significa con certeza que los neutrinos adoptaran brevemente un sabor estéril. Muchas otras búsquedas de partículas ligeramente pequeñas resultan con las manos vacías, lo que deja abierta la posibilidad de que los modelos utilizados para predecir las transiciones sean algo engañosos.

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Esto no es algo malo en sí mismo. Las correcciones en el marco básico de la física nuclear podrían tener ramificaciones significativas, lo que podría revelar brechas en Forma estándar Lo que podría conducir a explicaciones de algunos de los grandes misterios restantes de la ciencia.

Si esto es realmente un signo de un neutrino estéril, finalmente podemos tener evidencia de materia en cantidades masivas, pero solo forma un lienzo gravitatorio en el tejido del espacio.

Si se trata de la suma de la materia oscura o simplemente de una pieza de su rompecabezas, dependerá de más experimentos con las partículas más fantasmales que existen.

Esta investigación fue publicada en cartas de repaso de fisica Y el revisión física c.

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