Superkamiokande descubre que los neutrinos cambian de sabor por la noche

La vista por dentro: SuperKamiokande, mientras el detector se llena de agua. Crédito: Kamioka Observatory, ICRR, University of Tokyo

de physicsworld.com

Por la noche más neutrinos electrónicos del Sol alcanzan la superficie de la Tierra que durante el día, según un estudio de 18 años de físicos que trabajan en el detector de neutrinos SuperKamiokande en Japón. El descubrimiento aporta una confirmación más de una predicción realizada hace casi 30 años de que los neutrinos que viajan atravesando materia densa pueden cambiar de sabor en proporciones diferentes a los neutrinos que viajan a través del espacio vacío. Los resultados también sugieren que los detectores de neutrinos del futuro podrían ser empleados para estudiar el interior de nuestro planeta.
Los neutrinos son tremendamente difíciles de detectar, pues son eléctricamente neutros y sólo interaccionan a través de la fuerza débil - de hecho, la mayoría de los neutrinos procedentes del Sol viajan rectos atravesando la Tierra sin interaccionar en absoluto. Pero varios detectores excepcionalmente sensibles distribuidos por todo el mundo han conseguido capturar estas escurridizas partículas, revelando que los neutrinos 'oscilan' entre diferentes tipos, o 'sabores', mientras viajan.


A energías de los neutrinos menores de 2 MeV, aproximadamente la mitad de los neutrinos electrónicos del Sol cambia de sabor antes de alcanzar la Tierra. Para neutrinos de más alta energía, sin embargo, la fracción de los que cambian es mayor, lo que significa que se detectan menos neutrinos electrónicos. Este fenómeno es conocido como el efecto de Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein (MSW).

Ahora, los físicos que trabajan en SuperKamiokande han sido los primeros en ver indicios del efecto MSW en neutrinos que han viajado a través de la Tierra. Estudiando datos de años de SuperKamiokande, los investigadores han encontrado que el flujo de neutrinos solares durante la noche era un 3.2% mayor que el medido durante el día. En otras palabras, la Tierra ha hecho que los neutrinos muónicos y tauónicos vuelvan a cambiar a neutrinos electrónicos, invirtiendo efectivamente el cambio que había tenido lugar durante su viaje desde el Sol.

Aunque el resultado está de acuerdo con el efecto MSW, la significancia estadística es sólo de 2.7σ, que aumenta a 2.9σ al añadir una medida mucho más débil realizada en el observatorio de neutrinos de Sudbury en Canadá.http://observatori.uv.es/