Comprender por qué la materia triunfó de la antimateria, es uno de los temas en el estudio del neutrino, una partícula fantasma que los físicos tratan de atrapar a través de un segundo detector instalado en la central nuclear de Chooz.

Central Nuclear de Chooz, Francia (Foto: Wikipedia)

Subproducto de reacciones nucleares de las estrellas, el neutrino es la partícula elemental más numerosa en el universo. Pero como pasa a través de las murallas, interactúa poco con la materia, lo que complica su detección y estudio.

Cerca de 10 mil millones de neutrinos atraviesan la tierra, uno solo interactúa con nuestro planeta, y haría falta un año luz de espesor de plomo para detener la mitad de estas partículas que tienen la propiedad de cambiar frecuentemente.

Durante su propagación en el espacio a casi la velocidad de la luz, el neutrino tiene la extraña capacidad de oscilar para cambiar en tres tipos distintos, conocidos como “sabores” en relación con su partícula asociada (electrón, muon o tauón).

Las oscilaciones, descubrimiento que les valió el Nobel en 2002 a los físicos Raymond Davis (EE.UU.) y Masatochi Koshiba (Japón), implican que el neutrino tenga una masa diferente de cero, que contradice las predicciones del “modelo estándar” de la física de dichas partículas cuánticas.

Si se conocen con buena precisión dos de los tres parámetros o “ángulos de mezcla” que rigen la oscilación de la partícula, el tercer ángulo llamado “Theta-uno-tres” queda sin medir, para entender el comportamiento errático del neutrino. Los investigadores de 30 institutos internacionales buscan determinar esta medida bajo la tutela del CEA y del CNRS, instalados en la central nuclear de Chooz, como parte de la experiencia “Doble Chooz”.

En 2009, se instaló un primer detector bajo tierra, a un kilómetro de dos reactores de la central nuclear que producen cada segundo cientos de miles de millones de miles de millones de antineutrinos, con el mismo comportamiento de los neutrinos.

Luego, los investigadores observaron el fenómeno de desaparición parcial de estas partículas que al oscilar, se hacen invisibles a los sensores; descubrimiento confirmado desde 2012 en experimentos internacionales en China y Corea.

Además de perfeccionar el modelo estándar de la física cuántica, los resultados de diferentes experimentos podrían contribuir a entender el origen de la diferencia entre materia y antimateria en el universo.

Otro misterio relacionado con el neutrino: se observó una anomalía en el flujo de producción de reactores nucleares que podrían inducir a la existencia de un cuarto sabor llamado “estéril”, neutrinos no detectables y más masivos, que podrían dar una explicación parcial de la materia oscura, abundante pero que no podemos ver ni detectar por culpa de la radiación.

El experimento “Double Chooz”, interesa también a la Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA), en su lucha contra la proliferación nuclear. La medición de neutrinos serviría para rastrear combustibles nucleares para evitar que se usen con fines militares.