En la década de 1990, físicos de partículas en el Laboratorio Nacional de Los Álamos notaron algo desconcertante en uno de sus experimentos. Sus resultados no estuvieron de acuerdo con otros experimentos que descubrieron oscilaciones de neutrinos: la sorprendente capacidad de los neutrinos de transformar su identidad, algo que condujo al Premio Nobel de Física del año pasado.
Un experimento en el Laboratorio Nacional Fermi (Fermilab), que fue diseñado para confirmar o refutar los resultados de Los Alamos solo agrandó el misterio, al producir resultados no dispares.
Para resolver el desacuerdo, los teóricos propusieron la existencia de una partícula, un neutrino estéril fundamental aún por descubrir. Los físicos especularon que estas partículas hipotéticas podrían ser la clave para una mejor comprensión de la evolución del universo y por qué está compuesto principalmente de materia y no de antimateria.
Con base en los resultados de Los Alamos y Fermilab, los científicos predijeron una serie de posibles propiedades físicas, tales como la masa, que los neutrinos estériles podrían tener. Varios grandes proyectos de investigación han estado buscando las esquivas partículas dentro de ese rango.
Ahora, en este último estudio, mediante la combinación de los resultados de un experimento diferente en el Fermilab, llamada la búsqueda principal del inyector de oscilación de los neutrinos (MINOS), y otro en China, llamado el experimento Daya Bay Reactor de neutrinos, los científicos han descartado una gran parte de la gama de posibles propiedades que se predijeron ocultas en estas partículas hipotéticas.
"Así que la trama se complica", dice Karol Lang, profesor de física en la Universidad de Texas en Austin y co-portavoz del experimento MINOS. "Pero sigue siendo posible que nuevos experimentos que se están desarrollando en el Fermilab podrían revelar una nueva física para explicar estos resultados muy diferentes."
Los resultados se publican en la revista Physical Review Letters.
Una resolución del misterio de los neutrinos estériles podría llegar pronto. Los investigadores del Short-Baseline Neutrino Program del Fermilab ya han comenzado la recolección de datos dirigida específicamente a partículas en el rango de masas estrecho donde los neutrinos estériles podrían estar escondidos. Mientras tanto, en MINOS y Daya Bay tienen más datos que planean analizar en el próximo año, lo que podría reducir la posible gama de propiedades físicas aún más.
"Un neutrino estéril, si se encuentra, sería un elemento de cambio para la física de partículas", dice Dung Phan, investigador en el proyecto MINOS y estudiante de la Universidad de Texas en Austin.