Científicos de la colaboración FASER en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) han detectado neutrinos por primera vez. Este logro ha sido posible gracias a la ampliación del detector de 29 kilogramos a una tonelada. Los científicos hablaron sobre sus logros en la 57.ª Conferencia Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories.

Los neutrinos son una de las partículas más misteriosas registradas por la física, debido a que presentan oscilaciones entre diferentes tipos. Esto indica que tienen masa, lo que contradice el Modelo Estándar. Además, los neutrinos son omnipresentes e interactúan débilmente con la materia.

FASER 

La colaboración FASER es un proyecto lanzado con el objetivo específico de detectar neutrinos en el LHC. Esto se debe a que la mayoría de los aceleradores de partículas no incluyen detectores de neutrinos en sus diseños.  

En la tercera temporada de operación del LHC, los científicos reportaron el registro de 153 eventos de interacción neutrino-materia. La significancia estadística fue de 16 desviaciones estándar.  

El detector FASER funciona alternando placas de metal con capas de película de emulsión, que se interponen en el camino de los neutrinos producidos en el momento de la colisión de los protones.  

El aumento del volumen del detector permitió la detección de neutrinos con energías que oscilan entre cientos y miles de gigaelectronvoltios. Esto es fundamental ya que antes solo se habían detectado neutrinos con energías significativamente más bajas (de reactores) o más altas (otros neutrinos cósmicos).

El detector será útil para la recopilación de datos sobre los procesos que ocurren durante la colisión de protones en el LHC. Además también será valiosa para la investigación de las interacciones de los fotones oscuros. 

Los neutrinos

Los neutrinos se encuentran entre las partículas subatómicas más abundantes del Universo, solo superadas por los fotones. Pero no tienen carga eléctrica, su masa es casi cero y apenas interactúan con otras partículas. De hecho, cientos de miles de millones de neutrinos están fluyendo a través de nuestros cuerpos en este momento.

Los neutrinos se producen en circunstancias energéticas, como la fusión nuclear que tiene lugar en el interior de las estrellas o las explosiones de supernovas. Y aunque es posible que no los notemos en el día a día, los físicos creen que su masa probablemente afecta la gravedad del Universo.

Pese a que su interacción con la materia es pequeña, no es del todo inexistente. De vez en cuando, un neutrino cósmico choca con otra partícula, produciendo un estallido de luz muy tenue. Los detectores subterráneos pueden detectar estas ráfagas: IceCube en la Antártida, Super-Kamiokande en Japón y MiniBooNE en Fermilab son tres de estos detectores.

Los neutrinos producidos en colisionadores de partículas, sin embargo, han sido buscados durante mucho tiempo por los físicos porque las altas energías involucradas no están tan bien estudiadas como los neutrinos de baja energía.

Importancia 

El descubrimiento de neutrinos generados por un colisionador de partículas representa un hito importante en el estudio de los neutrinos. Así mismo, ayudará a comprender cómo se forman, cuáles son sus propiedades y su papel en la evolución del universo. 

Este avance es particularmente relevante porque abre una nueva fuente de producción de neutrinos. Esto permitirá a los científicos realizar investigaciones aún más profundas en el futuro.