Prueba clave para un modelo de neutrino en el Gran Colisionador de Hadrones

La colaboración CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha llevado a cabo una nueva prueba en un modelo que se desarrolló para explicar la pequeña masa de los neutrinos.

Se trarta de partículas eléctricamente neutras que cambian de tipo a medida que viajan por el espacio.

En el modelo estándar de física de partículas, las partículas que no se pueden descomponer en componentes más pequeños, como los quarks y los electrones, ganan masa a través de sus interacciones con un campo fundamental asociado con el bosón de Higgs. Sin embargo, los neutrinos son la excepción aquí, ya que este mecanismo de Higgs no puede explicar su masa. Por lo tanto, los físicos están investigando explicaciones alternativas para la masa de los neutrinos.

Una explicación teórica popular es un mecanismo que empareja un neutrino ligero conocido con un neutrino pesado hipotético. En este modelo, el neutrino más pesado hace el papel de un niño más grande en un balancín, levantando al neutrino más ligero para darle una masa pequeña. Pero, para que este modelo de balancín funcione, los neutrinos tendrían que ser partículas de Majorana, es decir, sus propias partículas de antimateria.

En su estudio reciente, el equipo de CMS probó el modelo de balancín buscando neutrinos de Majorana producidos a través de un proceso específico, llamado fusión de vector-bosón, en datos de colisiones de alta energía en el LHC recopilados por el detector CMS entre 2016 y 2018. Si ocurrieron, estos eventos de colisión darían como resultado dos muones (versiones más pesadas del electrón) que tenían la misma carga eléctrica, dos «chorros» de partículas que tenían una gran masa total y estaban muy separados entre sí, y ningún neutrino.

Después de identificar y sustraer un fondo de eventos de colisión que se ven casi iguales a los eventos buscados, los investigadores de CMS no encontraron signos de neutrinos de Majorana en los datos. Sin embargo, pudieron establecer nuevos límites en un parámetro del modelo de balancín que describe la mezcla cuántica entre un neutrino ligero conocido y un neutrino pesado hipotético, informa el CERN.

Los resultados incluyen límites que superan los obtenidos en búsquedas anteriores del LHC para un neutrino Majorana pesado con una masa superior a 650 mil millones de electronvoltios (GeV), y los primeros límites directos para un neutrino Majorana pesado con una masa superior a 2 billones de electronvoltios (TeV ) y hasta 25 TeV.

Con el LHC listo para volver al modo de colisión este verano, después de un reinicio exitoso el 22 de abril, el equipo de CMS puede esperar recopilar más datos y probar el balancín nuevamente.

Fuente: europapress.es