Parte del detector subterráneo EXO-200, que buscaba una desintegración nuclear hipotética que pudiera revelar cómo los neutrinos adquieren su masa increíblemente pequeña. Crédito:Colaboración EXO-200
Un proceso nuclear hipotético conocido como desintegración beta doble sin neutrinos debería estar entre los eventos menos probables del universo. Ahora la colaboración internacional EXO-200, que incluye investigadores del Laboratorio Nacional Acelerador SLAC del Departamento de Energía, ha determinado cuán improbable es:en un volumen dado de un determinado isótopo de xenón, se necesitarían más de 35 billones de billones de años para que la mitad de sus núcleos se descompusieran a través de este proceso, una eternidad en comparación con la edad del universo, que tiene "sólo" 13 mil millones de años.
Si se descubre, La desintegración beta doble sin neutrinos demostraría que los neutrinos —partículas elementales muy abundantes con una masa extremadamente pequeña— son sus propias antipartículas. Esa información ayudaría a los investigadores a determinar qué tan pesados son realmente los neutrinos y cómo adquieren su masa. Aunque el experimento EXO-200 no observó la descomposición, su conjunto de datos completo, publicado en el repositorio arXiv y aceptado para su publicación en Cartas de revisión física , definió algunos de los límites más fuertes hasta ahora para la vida media de la desintegración y para la masa que pueden tener los neutrinos.
EXO-200 operó en la Planta Piloto de Aislamiento de Desechos (WIPP) en Nuevo México de 2011 a 2018. Dentro de sus primeros meses de operaciones, descubrió otro proceso raro:la desintegración beta doble de dos neutrinos del mismo isótopo de xenón. EXO-200 fue un precursor importante para los experimentos de próxima generación, como la propuesta nEXO, eso tendría muchas más posibilidades de descubrir la desintegración sin neutrinos.