Billones de neutrinos, o partículas fantasma, pasan a través de nosotros cada segundo. Si bien los científicos conocen este hecho, no saben qué papel juegan los neutrinos en el universo porque son endiabladamente difíciles de medir.

Nuevas medidas de oscilaciones de neutrinos, observado en el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur, han arrojado luz sobre cuestiones pendientes con respecto a las propiedades fundamentales de los neutrinos. Estas nuevas mediciones de neutrinos a medida que cambian de un tipo a otro mientras viajan se presentaron en la Reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Washington. Podrían ayudar a llenar los vacíos clave en el modelo estándar, la teoría que describe el comportamiento de las partículas fundamentales en todas las escalas de energía que los científicos han podido medir.

"Si bien el modelo estándar es una teoría precisa, deja grandes agujeros, como la naturaleza de la materia oscura y cómo un universo lleno de materia, en lugar de antimateria, surgió del Big Bang. Todavía no sabemos cómo llenarlos, "dijo Tyce DeYoung, Profesor asociado de física y astronomía de la MSU. "Esperamos que al medir las propiedades de los neutrinos, como sus masas y cómo se transforman u oscilan de una a otra, es posible que obtengamos algunas pistas sobre estas preguntas abiertas ".

Los neutrinos son partículas extrañas. A diferencia de otras partículas elementales que componen la materia ordinaria, como electrones y quarks, los neutrinos no tienen carga eléctrica. También son al menos un millón de veces más ligeras que cualquier otra partícula conocida por la ciencia. De hecho, sus masas son tan pequeñas que los científicos aún no han podido medirlas con precisión.

Teniendo esto en cuenta, DeYoung compara su trabajo con un viaje de pesca, uno en el que los científicos no están muy seguros de cuál es el mejor cebo para usar. "Pesca" a través del hielo de la Antártida, aunque, está produciendo resultados prometedores y reduciendo la búsqueda.

"Como físicos, esperábamos que el bosón de Higgs nos indicara la física que se encuentra más allá del Modelo Estándar; Desafortunadamente, Nuestras medidas del Higgs no han arrojado muchas pistas, ", Dijo DeYoung." Así que esperamos encontrar algo al estudiar los neutrinos. IceCube detecta neutrinos con una gama más amplia de energías y distancias que otros experimentos, así que echamos una amplia red ".

Los neutrinos energéticos producidos por los rayos cósmicos que golpean la atmósfera de la Tierra se pueden detectar en el Polo Sur, utilizando el hielo de la Antártida como detector de partículas como ningún otro en el planeta.

Los datos de IceCube sugieren que una especie de neutrino puede comprender cantidades exactamente iguales de dos "sabores" de neutrinos.

"Los neutrinos tienen la costumbre de cambiar, u oscilante, entre tres tipos, los llamamos 'sabores, '", dijo Joshua Hignight, el investigador asociado de MSU que presentó los nuevos resultados en la reunión. "Entonces, si un neutrino es una mezcla exactamente igual de dos sabores, podría ser una coincidencia sorprendente o podría haber una razón más profunda para que provenga de la física más allá del Modelo Estándar ".

Estas mediciones son consistentes con los resultados de otros experimentos que utilizan neutrinos con energías más bajas, pero aún se debate si esta mezcla de sabores está exactamente equilibrada. Los físicos de IceCube continuarán refinando su análisis y recolectando más datos. Los datos futuros permitirán realizar estas mediciones con mayor precisión, Dijo DeYoung.

IceCube es el detector de neutrinos más grande del mundo, utilizando mil millones de toneladas de la capa de hielo de la Antártida debajo de la estación del polo sur Amundsen-Scott de EE. UU. para observar neutrinos. Es operado por una colaboración de 300 físicos de 48 universidades y laboratorios nacionales en 12 países. La construcción fue posible gracias al apoyo de la National Science Foundation y otras agencias internacionales de financiación.