Un neutrino ( / n U t r i n oʊ / o / nj U t r i n oʊ / ) (denotado por la letra griega ν ) es un fermión (una partícula elemental con espín de 1 / 2 solamente) que interactúa a través de la interacción débil y la gravedad . [2] [3] El neutrino se llama así porque es eléctricamente neutro y porque suLa masa en reposo es tan pequeña ( -ino ) que durante mucho tiempo se pensó que era cero . La masa en reposo del neutrino es mucho más pequeña que la de las otras partículas elementales conocidas, excluidas las partículas sin masa . [1] La fuerza débil tiene un rango muy corto, la interacción gravitacional es extremadamente débil y los neutrinos no participan en la interacción fuerte . [4] Por lo tanto, los neutrinos suelen atravesar la materia normal sin obstáculos y sin ser detectados. [2] [3]
Las interacciones débiles crean neutrinos en uno de los tres sabores leptónicos : neutrinos electrónicos (
ν
mi), neutrinos muónicos (
ν
μ), o neutrinos tau (
ν
τ), en asociación con el leptón cargado correspondiente. [5] Aunque durante mucho tiempo se creyó que los neutrinos no tenían masa, ahora se sabe que hay tres masas de neutrinos discretas con diferentes valores diminutos, pero no se corresponden únicamente con los tres sabores. Un neutrino creado con un sabor específico tiene una superposición cuántica específica asociada de los tres estados de masa. Como resultado, los neutrinos oscilan entre diferentes sabores en vuelo. Por ejemplo, un neutrino electrónico producido en una reacción de desintegración beta puede interactuar en un detector distante como un neutrino muón o tau. [6] [7] Aunque en 2019 solo se conocen las diferencias entre los cuadrados de los tres valores de masa, [8] Las observaciones cosmológicas implican que la suma de las tres masas (<2,14 × 10 −37 kg) debe ser menos de una millonésima parte de la masa del electrón (9,11 × 10 −31 kg). [1] [9]
Para cada neutrino, también existe una correspondiente antipartícula , llamado un antineutrino , que también tiene espín de 1 / 2 y sin carga eléctrica. Los antineutrinos se distinguen de los neutrinos por tener un número de leptones con signo opuesto y una quiralidad diestra en lugar de zurda . Para conservar el número total de leptones (en desintegración beta nuclear ), los neutrinos electrónicos solo aparecen junto con positrones (anti-electrones) o antineutrinos electrónicos, mientras que los antineutrinos electrónicos solo aparecen con electrones o neutrinos electrónicos. [10] [11]
Los neutrinos son creados por varias desintegraciones radiactivas ; la siguiente lista no es exhaustiva, pero incluye algunos de esos procesos:
La mayoría de los neutrinos que se detectan en la Tierra provienen de reacciones nucleares dentro del Sol. En la superficie de la Tierra, el flujo es de aproximadamente 65 mil millones (6,5 × 10 10 ) neutrinos solares , por segundo por centímetro cuadrado. [12] [13] Los neutrinos se pueden utilizar para la tomografía del interior de la Tierra. [14] [15]
La investigación es intensa en la búsqueda de dilucidar la naturaleza esencial de los neutrinos, con aspiraciones de encontrar: