El experimento KATRIN establece el límite superior más preciso para la masa de los neutrinos: 0,45 eV

Los investigadores del experimento KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino) informan de la medición más precisa del límite superior de masa del neutrino hasta la fecha, estableciéndolo en 0,45 electronvoltios (eV), menos de una millonésima parte de la masa de un electrón. Los hallazgos estrechan las restricciones sobre una de las partículas fundamentales más esquivas del universo y amplían los límites de la física más allá del Modelo Estándar. Los neutrinos -partículas elementales eléctricamente neutras- son las partículas más abundantes del universo y existen como tres tipos o "sabores" distintos: neutrino electrón, neutrino muón y neutrino tau. Estos sabores oscilan, lo que significa que un solo neutrón puede transformarse en cada tipo a medida que viaja, proporcionando pruebas convincentes de que los neutrinos poseen masa que contradicen la suposición original del modelo estándar de neutrinos sin masa. Sin embargo, su masa exacta sigue siendo uno de los grandes misterios de la física de partículas. En esta ocasión, Max Aker y la Colaboración KATRIN presentan los resultados de las cinco primeras campañas de medición del experimento KATRIN. El experimento KATRIN determina la masa del neutrino analizando la desintegración beta del tritio. Durante esta desintegración, un neutrón se transforma en protón, emitiendo a la vez un electrón y un antineutrino electrónico, siendo este último la antipartícula del neutrino. Analizando la distribución de la energía total de desintegración entre el electrón emitido y el antineutrino electrónico, se puede deducir la masa del neutrino. A lo largo de 259 días entre 2019 y 2021, la Colaboración KATRIN midió la energía de aproximadamente 36 millones de electrones, un conjunto de datos seis veces mayor que los anteriores. Los hallazgos establecen el límite superior más estricto basado en laboratorios sobre la masa efectiva del neutrino electrónico, situándola en < 0,45 eV con un nivel de confianza del 90%. Este resultado marca el tercer refinamiento del límite de masa del neutrino y mejora el límite anterior en un factor de 2. "La campaña de medición de la masa de neutrinos del experimento KATRIN finalizará en 2025 tras alcanzar los 1000 días de adquisición de datos", escribe Loredana Gastaldo en un artículo de Perspective relacionado. "El análisis del conjunto completo de datos obtenidos en este gran proyecto permitirá estimar la masa efectiva del neutrino electrónico cerca del valor proyectado de 0,3 eV con un nivel de confianza del 90%"