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En la caza de la masa de neutrinos, el observatorio JUNO

Los que encontraron neutrinos no creían que tuvieran masa. Décadas más tarde se confirmó que sí, que era una masa muy pequeña, pero que la tenían; entonces comenzó una caza de su determinación, midiendo un rango de valores cada vez más estrecho. Ahora, un nuevo centro, el observatorio JUNO de China, ha comenzado a dar resultados finos en esta caza.

Guillermo Roa Zubia

Se trata de una gran noticia en el ámbito de la física de partículas: El observatorio de neutrinos JUNO de China ha dado sus primeros resultados y ha medido con más precisión que nunca la masa de neutrinos, concretamente el 3 % en un MeV.

En realidad, son dos noticias. Por un lado, que el observatorio, inaugurado en agosto de 2025, ya está en marcha y ha comenzado a dar sus frutos. Y, por otro lado, que ha realizado las primeras mediciones con muy alta precisión. Es decir, no han encontrado la masa del neutrino, pero se han acercado mucho. Y eso es una gran noticia.

Los neutrinos tienen una larga historia. Fue encontrado mientras investigaban la beta desintegración de la radiactividad. Y, lo dicho, al principio pensaron que no tendría ni carga eléctrica ni masa. Y en la cuestión de la carga tenían razón, como el neutrón, los neutrinos no tienen carga, y en ese sentido el nombre está bien puesto (por cierto, les puso el nombre el físico italiano Enrico Fermi para indicar que eran una pequeña versión de los neutrones). Pero la física moderna ha demostrado que los neutrinos tienen masa, por muy pequeña que sea. Por cierto, es muy pequeño, incluso comparado con los electrones. El nautrino es aproximadamente diez mil veces más pequeño que el electrón.

Y más o menos en eso está el interés de esta investigación. Se desconoce la masa y, de hecho, no se sabe cómo medirla con exactitud. Sin embargo, con el tiempo hemos comprimido cuál es el rango de masas posible para el neutrino.

desde 1991, los experimentos para medir la masa del neutrino han ido mejorando. Los investigadores se van acercando poco a poco. Y la noticia de hoy es que un observatorio recién estrenado en China ha dado el valor más exacto hasta la fecha, aunque todavía no sabemos la masa exacta, el 3 % en un MeV.

La investigación es difícil, ya que los neutrinos apenas interactúan. Ahí viene el problema. Es la segunda partícula más abundante del universo, y sin embargo es muy difícil de detectar. Al carecer de carga, no recibe la fuerza electromagnética. El campo magnético de un imán, por ejemplo, no le afecta. Una de las pocas formas de detección es que los neutrinos colisionen directamente con un protón o un electrón si golpea de lleno. Esto sucede muy raramente, pero sucede. Un neutrino puede atravesar el planeta Tierra sin colisionar, pero en un momento dado, uno de los mil millones de neutrinos por casualidad colisiona. Esto es lo que los físicos normalmente usan para detectar neutrinos y medir su masa. Por eso, los detectores de neutrinos, en lugar de mirar hacia el espacio, miran hacia el centro de la Tierra, tratando de capturar este choque fugaz.

El nuevo observatorio JUNO de China, en cambio, está orientado a una central nuclear cercana, ya que los neutrinos también se forman en la fisión nuclear. Pero en vez de buscar huellas de esos choques, buscan oscilaciones de neutrinos. Los cambios bruscos de neutrinos se llaman oscilaciones. Existen tres tipos de neutrinos y los efectos cuánticos hacen que se produzcan cambios de un tipo a otro. Y en cada cambio, emiten energía, que es la que detecta el JUNO, y de esa cantidad de energía se puede calcular el valor entre el que puede estar la masa del neutrino. Es decir, los físicos calculan cuánto debe pesar el neutrino al menos para que coincida con esa energía, y cuánto como máximo. Es la caza de la precisión; el intento de estrechar la distancia.