Posible explicación del dominio de la materia sobre la antimateria en el Universo

Neutrinos y antineutrinos, a veces llamados partículas fantasmas por lo difíciles de detectar, pueden transformarse de un tipo a otro. La Colaboración Internacional T2K anuncia una primera indicación de que el dominio de la materia sobre la antimateria puede originarse del hecho de que los neutrinos y antineutrinos se comportan de manera diferente durante esas oscilaciones.

Este es un hito importante hacia la comprensión de nuestro Universo

Un equipo de físicos de partículas de la Universidad de Berna proporcionó importantes contribuciones al experimento.

El Universo está hecho principalmente de materia y la aparente falta de antimateria es una de las cuestiones más intrigantes de la ciencia actual.

La colaboración T2K, con la participación del grupo de la Universidad de Berna, anunció en un coloquio celebrado en la Organización de Investigación del Acelerador de Alta Energía (KEK) en Tsukuba, Japón, que encontró indicios de que la simetría entre materia y antimateria llamada “CP-Symmetry” se viola para los neutrinos con 95% de probabilidad.

Los neutrinos son partículas elementales que viajan a través de la materia casi sin interacción.

Aparecen en tres tipos diferentes: neutrinos de electrones, de muones y tau y sus respectivas antipartículas (antineutrinos).

En 2013, T2K descubrió un nuevo tipo de transformación entre los neutrinos, mostrando que los neutrinos de muones se transforman (oscilan) en neutrinos de electrones mientras viajan en el espacio y el tiempo.

El resultado del último estudio de T2K rechaza con 95% de probabilidad la hipótesis de que la transformación análoga antineutrinos de muón a antineutrinos de electrones tiene lugar con probabilidad idéntica.

Esta es una primera indicación de que la simetría entre la materia y la antimateria es violada en las oscilaciones de neutrinos y por lo tanto los neutrinos también juegan un papel en la creación de la asimetría materia-antimateria en el universo.

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Ereditato agregó: “La naturaleza parece indicar que los neutrinos pueden ser responsables de la supremacía observada de la materia sobre la antimateria en el Universo.

Lo que medimos justifica nuestros esfuerzos actuales en la preparación de la próxima empresa científica, DUNE, el último detector de neutrinos de USA, que permita llegar a un descubrimiento definitivo”.

En el experimento T2K se produce un haz de neutrinos de muón en el Complejo de Investigación Acelerador de Protones (J-PARC) en Tokai, en la costa oriental de Japón, y se detecta a 295 kilómetros en el gigantesco detector subterráneo Super-Kamiokande (“T2K” “Tokai a Kamiokande”).

El haz de neutrinos necesita ser completamente caracterizado inmediatamente después de la producción, es decir, antes de que los neutrinos comiencen a oscilar.

Para este propósito, el detector ND280 fue construido e instalado cerca del punto de partida del neutrino.

Investigadores de la Universidad de Berna, junto con colegas de Ginebra y ETH Zurich, y otras instituciones internacionales, contribuyeron al diseño, realización y operación de ND280.

El grupo de Berna, en particular, se ocupó del gran imán que rodeaba al detector y construyó y operó el llamado monitor de muones, un dispositivo necesario para medir la intensidad y el espectro energético de las partículas de muón producidas junto con los neutrinos.

El grupo de Berna es actualmente muy activo en la determinación de la probabilidad de interacción de neutrinos con el aparato ND280: un ingrediente importante para alcanzar mediciones de alta precisión como la que se describe.

Fuente: Science Daily