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Martes, 17 julio 2012
Física

Más cerca de detectar una exótica forma de desintegración nuclear

En lo que constituye el avance más importante de los últimos tiempos en pos de la detección de una exótica forma de desintegración nuclear que según algunas teorías podría existir y que explicaría un enigma sobre la estructura del universo, unos científicos han logrado hacer las mediciones más precisas hasta la fecha para estrechar el cerco en torno a esa hipotética forma de desintegración nuclear. Si existe, ahora será más fácil encontrarla y detectarla.

Si finalmente se logra detectar esta forma de desintegración nuclear, el hallazgo tendría fuertes repercusiones sobre lo que creemos saber acerca de algunas leyes fundamentales de la física, y también podría ayudar a resolver uno de los mayores misterios del universo: ¿Por qué hay más materia que antimateria?

El experimento, EXO-200, es una colaboración internacional entre más de 80 científicos en la que participa el Instituto Tecnológico de California (Caltech) y que está dirigida desde la Universidad de Stanford y el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en Menlo Park, California, todas estas instituciones en Estados Unidos.

El experimento EXO-200 ha estrechado el cerco notablemente en torno a la naturaleza de esa forma hipotética de desintegración, denominada doble desintegración beta sin emisión de neutrinos. Los resultados del experimento acotan también la gama de posibles masas del neutrino, una diminuta partícula sin carga que rara vez interactúa con cosa alguna y que atraviesa rocas, personas, y planetas enteros a medida que viaja a casi a la velocidad de la luz.

En una doble desintegración beta normal, la cual fue observada por primera vez en 1986, dos neutrones en un núcleo atómico inestable se convierten en dos protones; en el proceso se emiten dos electrones y dos antineutrinos (los homólogos de antimateria de los neutrinos).

Sin embargo, los físicos han sugerido que dos neutrones también podrían convertirse en dos protones emitiéndose en el proceso dos electrones pero ningún antineutrino.

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En una desintegración beta simple inevitablemente se produce un neutrino. Por tanto, los dos neutrinos que se deben producir en una hipotética doble desintegración beta sin emisión de neutrinos deben de alguna manera aniquilarse entre sí. Para que eso suceda, uno de los neutrinos debe ser un antineutrino, lo cual permite que ambos se aniquilen mutuamente.

Si en realidad existe este proceso que no deja neutrinos de ningún tipo, los físicos se verían obligados a revisar el Modelo Estándar, la teoría notablemente exitosa que describe cómo se comportan e interactúan todas las partículas elementales.

El proceso también tiene implicaciones para la cosmología y el origen de la materia, tal como subraya Petr Vogel del Caltech, miembro del equipo del EXO-200. Por lo que se sabe, justo después del Big Bang, el universo tenía la misma cantidad de materia que de antimateria. En contacto, ambas se aniquilan mutuamente. Sin embargo, de alguna manera el equilibrio se decantó ligeramente a favor de la materia, lo cual acabó por conducir a la existencia de toda la materia en el universo.

Si existe, esa doble desintegración beta que genera dos electrones pero ningún antineutrino pudo tener un papel clave en los acontecimientos del universo arcaico que le dieron a la materia la supremacía sobre la antimateria.


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