Nueva publicación de académicos del Centro ANID Instituto Milenio Saphir da claves sobre cómo descubrir neutrinos pesados en el Gran Colisionador de Hadrones

miércoles 9 de febrero de 2022

  • Si se demuestra la existencia de los neutrinos pesados, podría expandirse el modelo estándar de física de partículas y explicar el hecho de que los neutrinos ya conocidos tengan masa (algo que el modelo estándar no puede explicar). La oscilación de neutrinos pesados también podría jugar un rol esencial en la asimetría materia-antimateria del universo.

Imagen de portada: primera detección de un neutrino. Créditos: Argonne National Laboratory. Fuente: Flickr.com

Un equipo de investigación del Instituto Milenio Saphir integrado por Jilberto Zamora, Marcelo Vidal y Sebastián Tapia publicó un paper en la revista Physical Review D en el que dan claves sobre cómo podrían observarse las oscilaciones de neutrinos pesados en experimentos en desarrollo en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés), en particular el LHCb de alta luminosidad.

La existencia de los neutrinos pesados es una hipótesis que permitiría explicar el hecho de que los neutrinos hoy conocidos y ya detectados tengan masa (aunque su masa es muy, muy pequeña). Si la hipótesis demostrara ser cierta, permitiría expandir el modelo estándar de la física de partículas. Además, la oscilación de los neutrinos pesados podría jugar un rol importante en la asimetría materia-antimateria del universo (que es otra de las anomalías del modelo estándar). El problema es que esta partícula hipotética es extremadamente difícil de detectar.

No obstante, la investigación de Zamora, Vidal y Tapia sugiere que sería posible detectar la oscilación de neutrinos pesados (y así demostrar su existencia) a través de la observación del decaimiento de ciertos mesones B en el experimento LHCb (uno de los cuatro grandes experimentos del LHC) cuando se encuentre operativo el LHC de Alta Luminosidad (lo que se proyecta para el año 2027). Según Zamora, Vidal y Tapia, la oscilación de neutrinos pesados podría ser observada si se detectan mil eventos de interacción entre neutrinos pesados y el decaimiento de mesones Bc. Y, si se llegara a descubrir esta nueva partícula, se trataría sin duda de un enorme avance en la comprensión del mundo subatómico.

La investigación de Vidal, Zamora y Tapia fue publicada en la revista Physical Review D y se encuentra disponible aquí.

Fuente: Nota realizada por Jorge Román, Saphir