La tecnología del LOUM ayuda a estudiar los neutrinos y el origen del universo

MURCIA, 15 Sep. (EUROPA PRESS) -

Los sistemas experimentales de microscopía multifotónica del Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia (LOUM) han contribuido a una investigación que ha demostrado que es posible construir un sensor, basado en una nueva molécula fluorescente, capaz de detectar una desintegración clave para saber si un neutrino es o no su propia antipartícula. Descubrir esto podría aclarar por qué la materia triunfó sobre la antimateria en los albores del universo.

Y es que cabe recordar que la teoría del Big Bang señala que el universo primigenio contenía la misma cantidad de materia que de antimateria. En principio sus respectivas partículas se aniquilarían mutuamente, pero hoy observamos que la primera domina sobre la segunda, según fuentes consultadas por Europa Press del Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Cabe preguntarse dónde fue entonces la antimateria. Una posible explicación a esta pregunta, esencial para comprender los orígenes del universo, apunta a la existencia de neutrinos pesados que fueran su propia antipartícula, como ya aventuró el malogrado genio italiano Ettore Majorana hace casi un siglo. Estos neutrinos se desintegrarían tanto en forma de materia como de antimateria.

Si, además, se produjo un segundo fenómeno, denominado violación de carga y paridad, esto es, si el neutrino favorece ligeramente en sus desintegraciones la producción de materia sobre la de antimateria, entonces podría haber inyectado un exceso de la primera sobre la segunda. El resultado sería el cosmos que conocemos hecho de materia, añade SINC.

Sin embargo, para probar esta hipótesis hay que verificar si el neutrino es o no su propia antipartícula, una tarea para la que científicos de diversas instituciones españolas, liderados desde el Donostia International Physics Center (DIPC) y la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), proponen utilizar un nuevo sensor fluorescente capaz de detectar una desintegración clave en este proceso. Los detalles los publican en la revista 'Nature'.

En concreto, es posible demostrar que el neutrino es su propia antipartícula observando un raro tipo de proceso nuclear llamado desintegración doble beta sin neutrinos (bb0nu), en el que simultáneamente dos neutrones del núcleo se convierten en protones y se emiten además dos electrones que se escapan fuera del átomo.

Este proceso puede darse en algunos isótopos raros, como el Xenón-136. Es lo que se investiga en el experimento NEXT, dirigido por los coautores Juan Gómez-Cadenas del DIPC e IKerbasque y David Nygren de la Universidad de Texas (EE UU) en el laboratorio subterráneo de Canfranc (Huesca), donde se buscan estas desintegraciones utilizando cámaras de gas a alta presión.

Cuando un átomo de Xe-136 sufre una desintegración espontánea bb0nu, el resultado es un ion doblemente cargado de Bario-136 (Ba2+) con, entre otras partículas, dos electrones con una señal muy característica. El problema es que la desintegración buscada es extremadamente rara y esa señal muy débil, por lo que puede quedar enmascarada por el ruido de fondo debido a la omnipresente radioactividad natural.

Sin embargo, si además de observarse los dos electrones se detecta el átomo ionizado de bario, el ruido de fondo puede reducirse a cero, ya que la radioactividad natural no produce este ion.