El modelo estándar de física de partículas solo representa el 20% de la materia del universo. Los físicos han teorizado que el 80% restante está compuesto por la llamada materia oscura, que consta de partículas que no emiten, absorben o reflejan la luz y, por lo tanto, no se pueden observar directamente con los instrumentos existentes.

La existencia de materia oscura se infiere indirectamente mediante observaciones astronómicas de sus efectos gravitacionales. Hasta aquí, Los investigadores no han podido observar este misterioso tipo de materia directamente, pero han introducido una serie de modelos teóricos que delinean posibles 'rastros' que la materia oscura podría dejar al interactuar con partículas conocidas del modelo estándar a través de fuerzas desconocidas, también conocidas como fuerzas oscuras.

Según algunos de estos modelos teóricos, La materia oscura podría observarse indirectamente al detectar los efectos de sus interacciones extremadamente raras con la materia normal. Datos astronómicos recientes recopilados por el telescopio Planck, lanzado al espacio hace más de una década y operado por la Agencia Espacial Europea (ESA), insinuado la existencia de un inactivo (es decir, estéril) tipo de neutrino con una masa en la escala sub-eV, que podrían ser candidatos prometedores para la materia oscura.

La colaboración RENO (Reactor Experiment for Neutrino Oscillation), un grupo de investigadores de diferentes institutos de Corea del Sur, realizó recientemente una búsqueda de luz, oscilaciones de neutrinos estériles sub-eV, que se basó en datos recopilados por dos detectores idénticos ubicados en Corea del Sur en el transcurso de 2200 días. Si bien no pudieron detectar estas oscilaciones, sus hallazgos, publicado en Cartas de revisión física , podría informar futuras búsquedas de neutrinos estériles.

"Neutrinos estériles, si existen, puede mezclarse con neutrinos activos y dejar efectos observables en los datos recopilados en los experimentos de neutrinos del reactor, "Soo-Bong Kim, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo Phys.org. "Los experimentos de RENO en Corea y Daya Bay en China, que utilizan detectores múltiples e idénticos en las diferentes ubicaciones, tienen sensibilidades lo suficientemente altas como para probar los resultados de Planck ".

Hasta aquí, Los esfuerzos experimentales destinados a detectar indicios de interacciones de neutrinos estériles a escala sub-eV no pudieron captar señales de estas elusivas partículas. Por lo tanto, los hallazgos anteriores parecen descartar parcialmente la validez de la hipótesis reciente basada en los datos recopilados por el telescopio de Planck. Para confirmar o refutar completamente esta hipótesis, Los físicos primero deberán realizar búsquedas que cubran el espacio de parámetros restante, recolectando medidas muy precisas.

En su estudio, Kim y sus colegas analizaron una gran cantidad de datos recopilados por dos detectores idénticos colocados a ~ 300 my ~ 1400 m de seis reactores que se encuentran en la planta de energía nuclear de Hanbit. en Corea. Estos datos se acumularon a lo largo de ocho años, como parte del experimento RENO. El objetivo principal del experimento RENO es medir o establecer un límite en el llamado parámetro de matriz de mezcla de neutrinos θ ¹³ , que es responsable de las oscilaciones que surgirían de la mezcla entre diferentes sabores de neutrinos.

"La gran muestra de datos nos permite reducir las incertidumbres relacionadas con las fluctuaciones estadísticas y nuestra configuración de dos detectores idénticos es útil para reducir sustancialmente las incertidumbres asociadas con los sistemas y métodos de medición, ", Explicó Kim." Mejoraron sustancialmente la precisión de la medición del espectro de energía de los neutrinos. La mezcla con neutrinos estériles no observables da como resultado la desaparición de neutrinos activos en los datos, así que intentamos sondear los efectos de los neutrinos estériles comparando las formas espectrales de los dos detectores ".

En general, el trabajo reciente de Kim y sus colegas confirma la posibilidad de realizar búsquedas de materia oscura utilizando instrumentos hechos por el hombre que pueden medir oscilaciones con altos niveles de precisión. Hasta aquí, los investigadores no pudieron detectar ninguna característica significativa que pudiera resultar de las interacciones de neutrinos estériles. Por lo tanto, Sus hallazgos sugieren que si estas partículas existieran, sus interacciones con otras partículas serían extremadamente débiles.

"Los resultados recopilados por nosotros y por el Experimento de neutrinos del reactor de Daya Bay proporcionan una hoja de ruta para futuras mediciones de precisión destinadas a detectar interacciones de neutrinos estériles, ", Dijo Kim." Ahora planeamos continuar la búsqueda de neutrinos estériles en una escala sub-eV. Además, Recientemente informamos los resultados de una búsqueda de neutrinos estériles a escala eV que mostró una indicación interesante de mezcla con neutrinos estériles en los espectros de neutrinos observados. Planeamos continuar con estos esfuerzos utilizando el complejo de neutrinos del reactor RENO ".

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