Cuando un grupo estadounidense de investigadores en los laboratorios de Los Alamos en la década de 1990 postuló que, además de las tres especies de neutrinos conocidas, una cuarta ocurriría en la naturaleza, la emoción era alta en el mundo profesional. Los científicos ahora han llevado a cabo el experimento original con mayor precisión en un acelerador de partículas de los Fermilabs y han llegado a un resultado negativo. Por lo tanto, aparte del electrón, el muón y el neutrino tau, probablemente no haya una cuarta variedad con baja masa. Los neutrinos son partículas elementales de masa extremadamente baja que pueden interactuar solo a través de la fuerza nuclear débil y la gravedad. Por lo tanto, son muy difíciles de detectar y, por lo tanto, han inspirado la imaginación de los físicos de partículas elementales durante muchas décadas. Los investigadores dirigidos por Janet Conrad, de la Universidad de Columbia, han utilizado un experimento para investigar si, además de las tres especies de neutrinos conocidas, se debe utilizar una cuarta variedad para interpretar los experimentos con aceleradores de partículas.

En su experimento, los investigadores investigaron la transformación de neutrinos muónicos en neutrinos electrónicos. Para este propósito, primero se disparó un haz de protones de alta energía contra un bloque de masa. El impacto condujo a la emisión de mesones de alta energía, que se desintegraron en pequeños neutrinos muónicos en solo una fracción de segundo.

Estos neutrinos se pasaron luego a un detector después de pasar a través de un tubo de quinientos metros de largo. El truco del experimento fue que era sensible a los neutrinos de muones y electrones. De esta manera, los investigadores pudieron investigar si algunos de los neutrinos muónicos se habían convertido en la corta trayectoria en neutrinos electrónicos. Según Conrad, este no era el caso de los neutrinos con energías suficientemente altas.

Los investigadores han refutado los hallazgos publicados a mediados de los noventa. En ese momento, los neutrinos electrónicos estaban atrapados en un experimento similar. Los teóricos especularon que la conversión de neutrinos en distancias tan cortas solo podría explicarse suponiendo una cuarta cepa que solo interactúa con otras partículas a través de la fuerza gravitacional. visualización

Para detectar los neutrinos, los investigadores utilizaron un gran tanque de aceite mineral. Cuando los neutrinos de electrones golpean un neutrón de petróleo, se forman un electrón libre y un protón de baja energía. Los neutrinos de muón, por otro lado, producen un muón y un protón libre al colisionar con un protón del aceite. Al detectar estas partículas elementales, los investigadores pudieron distinguir las dos especies de neutrinos entre sí.

Mensaje del Fermilab Stefan Maier

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