Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Kanazawa propuso un nuevo marco matemático para comprender las propiedades de las partículas fundamentales llamadas neutrinos. Este trabajo puede ayudar a los cosmólogos a avanzar en la aparente paradoja de la existencia de materia en el Universo.

El modelo estándar de física de partículas que describe los componentes básicos de la materia y las fuerzas que actúan entre ellos ha tenido un éxito experimental notable. culminando en el descubrimiento de la última partícula predicha, el bosón de Higgs, en 2012. Sin embargo, el modelo estándar no resuelve algunos de los problemas de larga data en cosmología, como la identidad de la "materia oscura" que sabemos que debe estar allí, pero que no podemos ver, y por qué hay tanta materia en el Universo en comparación con la antimateria. Muchos científicos creen que las partículas parecidas a fantasmas llamadas neutrinos pueden ser una parte importante de la respuesta.

Neutrinos que apenas interactúan con otra materia, son creados por reacciones nucleares como las que dan energía a nuestro sol, y billones de ellos pasan por tu cuerpo cada segundo. Los experimentos han demostrado que, aunque no sin masa, los neutrinos son mucho más ligeros que otras partículas. Esto ha llevado a los físicos a plantear la hipótesis de que los neutrinos obtienen su masa de un proceso diferente en comparación con otras partículas. llamado el "mecanismo de balancín".

Ahora, un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Kanazawa ha desarrollado una nueva teoría para explicar las propiedades inusuales de los neutrinos.

"Usamos los mecanismos de balancín con operadores de cinco o siete dimensiones para describir la interacción de un neutrino con dos partículas leptónicas y dos bosones W portadores de fuerza, "explica Mayumi Aoki.

Los leptones son una clase de partículas elementales que incluyen neutrinos, electrones, etcétera. La resolución de estas ecuaciones mostró violaciones de la predicción del Modelo Estándar de que la cantidad de leptones siempre se conserva.

"Para ir más allá del modelo estándar, tenemos que explicar por qué a veces se viola la conservación de leptones, aunque en un grado muy pequeño, ", dice Aoki." Un pequeño desequilibrio de una parte en un billón puede explicar por qué no toda la materia fue aniquilada por la antimateria después del Big Bang ".

"Nuestro trabajo explica el origen de la masa de neutrinos y también proporciona predicciones directamente comprobables por el Gran Colisionador de Hadrones, ", dice Aoki. Las masas muy ligeras de neutrinos podrían ser la clave para resolver las grandes preguntas que han desafiado a la humanidad durante milenios.