Científicos del experimento MicroBooNE en Fermilab han determinado que el neutrino estéril, largamente hipotetizado, no existe, basándose en mediciones de alta precisión del comportamiento de los neutrinos. Los hallazgos, publicados en Nature, muestran que los neutrinos actúan como se esperaba sin evidencia de un cuarto tipo, cerrando una teoría de décadas. Este resultado abre el camino para nuevas investigaciones y experimentos avanzados como DUNE.
Durante décadas, los físicos han buscado explicaciones para los enigmáticos comportamientos de los neutrinos que desafiaban el Modelo Estándar de la física de partículas. Anomalías observadas en experimentos como el Detector de Neutrinos de Centelleador Líquido (LSND) en los años 90 y MiniBooNE en Fermilab sugerían la posible existencia de un neutrino estéril, un hipotético cuarto tipo que interactúa de manera diferente a los neutrinos conocidos de electrón, muón y tau. «La explicación más popular para estas anomalías durante los últimos 30 años ha sido un neutrino estéril hipotético», dijo Justin Evans, profesor de la Universidad de Manchester y coportavoz de MicroBooNE. Para probar esta idea, el experimento MicroBooNE operó de 2015 a 2021 en Fermilab, utilizando una cámara de proyección temporal de argón líquido para capturar interacciones de neutrinos con detalle. Los investigadores produjeron neutrinos de muón y buscaron apariciones inesperadas de neutrinos de electrón, lo que indicaría la implicación de neutrinos estériles. En cambio, los datos coincidieron con las predicciones del modelo de tres sabores, sin exceso de neutrinos de electrón observado. «Los neutrinos son partículas fundamentales esquivas que son difíciles de detectar experimentalmente, pero se encuentran entre las partículas más abundantes del universo», explicó David Caratelli, profesor asistente de física en UC Santa Barbara y coordinador de física para el análisis. Los resultados, que se basan en un artículo de 2025 en Physical Review Letters, descartan efectivamente la hipótesis del neutrino estéril. Este desarrollo marca un cambio en la investigación de neutrinos. Aunque las anomalías originales siguen sin explicación, los científicos ahora consideran alternativas, como fotones mal identificados o nueva física. Las técnicas de MicroBooNE han fortalecido los preparativos para el Experimento de Neutrinos del Subsuelo Profundo (DUNE) en Dakota del Sur, que investigará preguntas más profundas como la asimetría materia-antimateria. «Una de las cosas clave que hizo MicroBooNE fue darnos confianza a todos y enseñarnos cómo usar esta tecnología para medir neutrinos con alta precisión», señaló Caratelli. El trabajo fue apoyado por el Departamento de Energía de EE.UU. y la Fundación Nacional de Ciencia.
