Raúl Jiménez
Profesor de investigación ICREA de Cosmología y Física Teórica en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona, profesor visitante en el Imperial College London (Reino Unido), en el grupo de Astrofísica, e investigador en el Imperial Centre for Inference and Cosmology (ICIC)
El experimento subterráneo KATRIN reporta un nuevo límite superior en la masa del neutrino electrónico (en la naturaleza existen tres familias de neutrinos: electrón, muon y tau; el experimento Katrin solo es sensible a medir la masa del primero) de 0,45eV. Para las tres familias de neutrinos el límite total es de < 1,35eV. Este es un resultado interesante ya que acerca el límite para la masa total de los neutrinos medido en el laboratorio a los resultados en cosmología. En cosmología llevamos décadas midiendo la masa total de las tres familias de neutrinos usando su efecto en el crecimiento de las estructuras del universo. Este es un método distinto al de KATRIN y complementario. Recientemente, el experimento DESI ha reportado limites de la masa total de los tres neutrinos de < 0.064 eV, lo cual es un factor 21 más pequeño que el límite medido por KATRIN. Aun así, el experimento KATRIN explora una vía completamente distinta al de la cosmología y por eso su resultado es tan relevante, ya que acerca el límite medido en el laboratorio al de la cosmología. Si uno es más conservador en cosmología y quiere relajar sus asunciones, entonces el límite superior es de < 0,16 eV que aun así es un factor 8 más pequeño que el de KATRIN.
Lo que esto nos indica es que, por el momento, no hay sorpresas: los límites de KATRIN son compatibles con los más restringentes de la cosmología y, por lo tanto, no hay lugar para física exótica que implicaría que los neutrinos en el cosmos se comportan de manera distinta que en la Tierra. Desafortunadamente, KATRIN en su medida final solo llegará al límite de < 0,9 eV y se quedará lejos de los limites cosmológicos. Sin embargo, hay otros experimentos en la Tierra que nos pueden acercar muy pronto a entender mejor la naturaleza de los neutrinos y sus masas. Estos son el experimento NEXT, el cual está ubicado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc de autoría española, y el experimento HyperKamionkande en Japón, donde el Laboratorio Subterráneo de Canfranc juega un papel crucial.
Los experimentos subterráneos en conjunción con la cosmología nos van a acercar a descubrir la naturaleza de los neutrinos en los próximos cinco años y así entender la naturaleza misma, y por qué hay materia en el universo y no solo radiación. Es en este contexto que hay que enmarcar la relevancia de los resultados de KATRIN.