Los científicos comparten nuevos detalles sobre la misteriosa 'partícula fantasma'

(CNN) Los neutrinos, las llamadas «partículas fantasmas» dispersas por el universo, pueden ser 10 millones de veces más ligeros que la masa de un electrón, según un nuevo estudio.

Los neutrinos se denominan fantasmas porque son partículas cósmicas extremadamente volátiles, o vaporosas, que pueden atravesar cualquier tipo de materia sin cambiar. Casi no tienen masa, pero ahora los científicos han calculado la masa del tipo más ligero de neutrino.

Pueden viajar a través de los entornos más extremos, como estrellas, planetas y galaxias enteras, y permanecer igual. Pero los neutrinos, aunque son muy energéticos, no tienen carga. Ni siquiera el campo magnético más potente puede afectarlos.

El año pasado, los científicos pudieron rastrear por primera vez los orígenes de un diminuto neutrino de alta energía. Viajó 3.700 millones de años luz hasta la Tierra. Fue encontrado por sensores en las profundidades del hielo antártico en el detector IceCube.

Científicos y observatorios de todo el mundo pudieron rastrear el neutrino hasta una galaxia con un agujero negro supermasivo que gira rápidamente en su centro, conocido como blazar. La galaxia se encuentra a la izquierda del hombro de Orión en su constelación y está a unos 4.000 millones de años luz de la Tierra.

Diferentes tipos de neutrinos aparecen como tres masas diferentes, pero el más ligero era desconocido hasta ahora. Y los astrónomos aún no saben mucho más sobre las diferencias de estos tres tipos.

El estudio publicado el jueves en la revista Physical Review Letters.

«Cien mil millones de neutrinos vuelan a través de su pulgar desde el Sol cada segundo, incluso por la noche», dijo Arthur Loureiro, autor del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de Física &Astronomía del University College London. «Se trata de fantasmas muy poco interactivos de los que sabemos poco. Lo que sí sabemos es que, a medida que se mueven, pueden cambiar entre sus tres sabores, y esto sólo puede ocurrir si al menos dos de sus masas son distintas de cero».

La mezcla de tres masas diferentes es como mezclar sabores de helado, dijo.

«Los tres sabores pueden compararse con un helado en el que tienes una bola que contiene fresa, chocolate y vainilla», dijo Loureiro. «Los tres sabores están siempre presentes, pero en diferentes proporciones, y la proporción cambiante -y el extraño comportamiento de la partícula- solo puede explicarse si los neutrinos tienen una masa».

La idea de que los neutrinos tengan masa les valió a los científicos Takaaki Kajita y Arthur McDonald el Premio Nobel de Física de 2015.

Para calcular la baja masa del neutrino más ligero, se utilizaron datos de 1,1 millones de galaxias recogidos por físicos de partículas y cosmólogos. Esto les permitió medir la tasa de expansión del universo. Los neutrinos están presentes en el universo, pero son difíciles de detectar. Los científicos necesitaban la mayor cantidad de datos posible para tener todas las ventajas en su investigación.

«Utilizamos información de diversas fuentes, como telescopios espaciales y terrestres que observan la primera luz del Universo, estrellas en explosión, el mayor mapa 3D de galaxias del Universo, aceleradores de partículas y reactores nucleares, entre otros», dijo Loureiro.»Como los neutrinos son abundantes pero diminutos y escurridizos, necesitábamos todos los conocimientos disponibles para calcular su masa y nuestro método podría aplicarse a otras grandes cuestiones que desconciertan tanto a los cosmólogos como a los físicos de partículas».

El superordenador, conocido como Grace, del University College de Londres permitió a los investigadores crear un modelo matemático. El superordenador realizó medio millón de horas de cálculo, lo que habría llevado 60 años en un solo procesador.

Los investigadores descubrieron que la masa es 10 millones de veces más ligera que un electrón. El cálculo de esta masa puede ayudar a los investigadores que estudian la materia oscura, la energía oscura y la estructura del universo.