El experimento KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), instalado en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe, Alemania, ha alcanzado un hito en el campo de la física de partículas al medir con alta precisión la masa del neutrino, estableciendo un límite superior de 0,45 electronvoltios (eV) con un nivel de confianza del 90%. Este valor es aproximadamente un millón de veces menor que la masa del electrón, que se encuentra en 0,511 eV. Los resultados fueron publicados recientemente en la prestigiosa revista científica Science.

Entre 2019 y 2021, los científicos recopilaron datos durante 259 días de observación, lo que implicó el análisis de las energías de aproximadamente 36 millones de electrones. Este número es seis veces mayor a los datos analizados en mediciones anteriores, permitiendo refinamientos significativos a las conclusiones sobre la masa del neutrino.

El método utilizado en este experimento se basó en la desintegración del tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno. En este proceso, un neutrón en el núcleo del tritio se convierte en un protón, emitiendo un electrón y un neutrino. Aunque los neutrinos no pueden ser detectados directamente debido a su interacción extremadamente débil con la materia, los científicos infirieron su masa observando con precisión la energía del electrón emitido durante la desintegración.

Los neutrinos son partículas fundamentales en la física y representan una de las mayores incógnitas del modelo estándar, que describe 17 partículas elementales. Este modelo ha supuesto históricamente que los neutrinos no tienen masa. Sin embargo, el fenómeno conocido como oscilación de neutrinos, donde estas partículas cambian entre tres tipos o "sabores" (electrón, muón y tau), demuestra que deben poseer alguna masa, aunque extremadamente pequeña.

Además de ser una de las partículas más enigmáticas, los neutrinos son también las segundas partículas más abundantes del universo, solo superadas por los fotones. Se estima que cada segundo, cerca de 100 billones de neutrinos atraviesan el cuerpo humano sin provocar interacciones detectables, viajando grandes distancias en el universo durante miles de millones de años.

El avance logrado por KATRIN ofrece un nuevo límite más estricto para la masa del neutrino, reduciendo significativamente las posibilidades teóricas y empíricas respecto a su masa real. Este descubrimiento tiene implicaciones profundas en la cosmología y la física de partículas, ya que conocer la masa exacta del neutrino ayudaría a entender mejor cómo influyeron estas partículas en la formación del universo tras el Big Bang.

El experimento aún no ha concluido. KATRIN continuará recopilando datos hasta finales de 2025, con una meta de 1,000 días de adquisición total de datos, lo que podría permitir una mayor precisión en la medición. Este trabajo contribuye significativamente al avance científico, refinando el conocimiento de las propiedades fundamentales del universo.

El desarrollo técnico y los resultados obtenidos en KATRIN subrayan el papel crucial de los experimentos internacionales en la interpretación de fenómenos físicos que trascienden los límites del modelo estándar.

La masa del neutrino es tan diminuta que, aunque estas partículas son vitales para entender el cosmos, su medición directa es extremadamente desafiante. Incluso con su significativa abundancia en el universo, detectar un solo neutrino y determinar sus características sigue siendo una hazaña tecnológica y científica única.