La primera vez que se detectan neutrinos en el CERN

Los neutrinos son partículas diminutas y con carga neutra y se encuentran entre las partículas más abundantes del universo, pero observarlas hasta ahora ha demostrado ser un gran desafío, ya que la probabilidad de que interactúen con otra materia es baja. Y aquí es cuando el CERN pisa fuerte.

Para detectar estas partículas, los físicos han estado utilizando detectores y equipos avanzados para examinar fuentes conocidas de neutrinos. Sus esfuerzos finalmente llevaron a la observación de neutrinos provenientes del Sol, rayos cósmicos, supernovas y otros objetos cósmicos, así como aceleradores de partículas y reactores nucleares.

Un objetivo antiguo en este campo de estudio era observar neutrinos dentro de colisionadores, aceleradores de partículas en los que dos haces de partículas chocan entre sí. Dos de los experimentos del CERN, el FASER (Forward Search Experiment) y el SND (Scattering and Neutrino Detector), han observado estos neutrinos por primera vez, utilizando detectores ubicados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Los resultados se publicaron recientemente en Physical Review Letters.

"Los neutrinos se producen en abundancia en colisionadores de protones como el LHC - explica Cristovao Vilela, líder del estudio -. Sin embargo, hasta ahora estos neutrinos nunca habían sido observados directamente. Son las partículas menos estudiadas en el modelo estándar de física de partículas. La observación de los neutrinos del colisionador abre la puerta a nuevas mediciones que nos ayudarán a comprender algunos de los enigmas fundamentales del modelo estándar de física de partículas, como por qué hay tres generaciones de partículas de materia (fermiones) que parecen ser copias exactas, unos de otros, en todos los aspectos excepto en su masa".

A esto hay que sumarle otro aspecto importante. Los neutrinos tienen la energía más alta jamás registrada en un entorno de laboratorio. De este modo, podrían allanar el camino para estudios en profundidad de las propiedades de los neutrinos, así como para la búsqueda de otras partículas esquivas.

“Cada vez que se descubren neutrinos de una nueva fuente, ya sea un reactor nuclear, el Sol, la Tierra o una supernova, hemos aprendido algo extremadamente importante sobre el universo – añade Jonathan Lee Feng, portavoz del experimento FASER -. Como parte de nuestro trabajo reciente, nos propusimos detectar por primera vez neutrinos producidos en un colisionador de partículas".

En total los científicos detectaron 153 neutrinos con un detector muy pequeño y económico que se construyó en muy poco tiempo. El detector FRASER se seguirá utilizando durante muchos años más y “esperamos recopilar al menos 10 veces más datos – añade Feng-. Un hecho particularmente interesante es que este descubrimiento inicial sólo utilizó una parte del detector. En los próximos años, podremos utilizar toda la potencia de FASER para mapear estas interacciones de neutrinos de alta energía con exquisito detalle.