Crédito: IceCube Collaboration.

El detector IceCube, situado en la Antártida, ha completado la búsqueda del neutrino estéril. El análisis de más de 100.000 eventos ha sido infructuoso: no hay ni rastro de la partícula “fantasma”, antaño firme candidata a materia oscura. Según los resultados publicados en la revista Physical Review Letters, esta partícula no existe con un 99% de probabilidad. El sueño se desvanece.

“Al igual que con Elvis, la gente veía indicios del neutrino estéril por todas partes”, afirma Halzen

“Al igual que con Elvis, la gente veía indicios del neutrino estéril por todas partes”, afirma Francis Halzen, profesor de física de la Universidad de Wisconsin-Madison e investigador principal del observatorio de neutrinos IceCube. “Había una colección de pistas y teóricos convencidos de que existía”, añade. La realidad de los datos obtenidos por el detector termina con sus esperanzas. El neutrino estéril ni está ni se le espera.

El neutrino estéril, la partícula “fantasma”

Como explica Fabio Zandanel, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), “los neutrinos son una de las partículas más difíciles de cazar para los físicos”. Desde su inicial descubrimiento en 1956, la comunidad científica ha logrado determinar la existencia de tres familias de neutrinos y antineutrinos, todos ellos con una carga eléctrica nula y una masa muy pequeña. El cuarto tipo, postulado hace más de dos décadas, engloba a los neutrinos estériles, una partícula todavía más escurridiza al interaccionar únicamente con la materia a través de la fuerza gravitacional.

Los neutrinos, de los que ahora conocemos tres familias, son una de las partículas más difíciles de cazar para los físicos

Al contrario que otras partículas del Modelo Estándar, los neutrinos sólo experimentan la interacción nuclear débil, además de la fuerza de la gravedad. Esto hace que sean tan difíciles de detectar. Asimismo, las tres clases conocidas de neutrinos hasta la fecha (electrónico, muónico y tauónico) pueden “transformarse” en otro tipo de neutrinos, una propiedad denominada técnicamente como “oscilación”. Esta característica ha servido para que el detector IceCube trabaje en la determinación de neutrinos estériles ya que, de existir, algunos de los neutrinos conocidos podrían transmutarse en ellos. Sería en ese momento cuando el observatorio recibiría un menor número de partículas de lo esperado. IceCube, sin embargo, no ha detectado una ausencia de neutrinos en los más de 100.000 eventos registrados.

neutrino estéril

Crédito: IceCube.

Las malas noticias sobre la inexistencia de estas partículas “fantasma” fueron anticipadas el pasado mes de mayo, cuando una copia del artículo fue subida en la plataforma arXiv. Los resultados preliminares han sido ahora confirmados por los investigadores en el estudio publicado en Physical Review Letters. “El [hipotético] descubrimiento del neutrino estéril sería una traba para el Modelo Estándar de la física de partículas”, comenta Halzen, ya que esta teoría sólo contempla la existencia de tres clases de neutrinos. “Si halláramos un cuarto tipo, cambiaría todo”, sostiene.

El neutrino estéril habría ayudado a explicar el origen de la materia oscura o la asimetría entre materia y antimateria

Las conclusiones presentadas por el equipo de la Antártida rechazan de momento esta posibilidad. Pero también descartan algunas de las puertas que dejó abiertas el neutrino estéril. La partícula fantasma, de haberse confirmado su existencia, ayudaría a comprender el origen de la materia oscura o la asimetría entre materia y antimateria. Aunque los resultados no eliminan por completo la opción de que haya neutrinos estériles, este sueño de la física de partículas se desvanece por el momento.

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