Un equipo de físicos en Suiza ha logrado un avance extraordinario en la detección de neutrinos, unas partículas subatómicas que suelen pasar desapercibidas debido a su naturaleza escurridiza. En el corazón de la central nuclear de Leibstadt, los investigadores del experimento CONUS+ han conseguido observar por primera vez una señal de dispersión coherente elástica de neutrinos con núcleos atómicos (CEvNS), una interacción que había permanecido inobservable en un reactor nuclear durante más de medio siglo. Este hito no solo representa un triunfo científico, sino también un paso significativo hacia nuevas investigaciones en física fundamental, tal como se detalla en un estudio publicado recientemente en la revista Nature.
La detección de CEvNS marca un precedente en la física de partículas al generar un método de observación que supera los enfoques convencionales. A diferencia de los choques típicos donde un neutrino interactúa con una partícula aislada en el núcleo, el CEvNS permite que el neutrino influya en toda la estructura del núcleo atómico como una sola entidad. Esta interacción discreta dentro del núcleo aumenta considerablemente la probabilidad de eventos detectables, aunque la energía involucrada es tan baja que su registro resulta extremadamente complicado. El detector utilizado, hecho de cristales de germanio impuritariamente puros, ha sido clave para lograr captar la señal en este entorno altamente desafiante.”},{
El experimento, que comenzó en 2018 en la central nuclear de Brokdorf en Alemania, se trasladó a la planta de Leibstadt por la clausura de la primera instalación. Esta transición presentó varios desafíos, especialmente frente al incremento de la radiación cósmica que reduce el nivel de protección en un entorno menos aislado. Sin embargo, el equipo adaptó su tecnología con a un blindaje de diez toneladas y desarrolló sistemas activos para filtrar ruidos de fondo, lo que les permitió registrar una sobresaliente señal atribuible a neutrinos. Durante 119 días de operación continua, el equipo logró identificar 395 eventos inusuales, los cuales estaban en línea con las predicciones teóricas esperadas del Modelo Estándar.
La relevancia de este descubrimiento trasciende el ámbito teórico, dado que podría revolucionar el diseño de detectores de neutrinos y su aplicación en diversos campos. Por un lado, abre un nuevo enfoque para estudiar las propiedades de los neutrinos en condiciones hasta ahora inexploradas, como la búsqueda de interacciones denominadas no estándar o incluso partículas mediadoras desconocidas. En un sentido más práctico, la tecnología de detección desarrollada para el CONUS+ podría utilizarse para monitorear en tiempo real el funcionamiento de reactores nucleares, ofreciendo una manera no intrusiva de evaluar su potencia y composición isotópica.
El futuro del proyecto ya se vislumbra prometedor: el equipo planea implementar una nueva generación de detectores con umbrales de energía aún más bajos a finales de 2024 y continuar perfeccionando sus métodos de calibración y medición. Estas mejoras permitirán a los físicos explorar teorías más allá de las capacidades actuales del Modelo Estándar y contribuirán significativamente al estudio de las propiedades fundamentales de los neutrinos en un contexto nuclear. Con la colaboración y los avances continuos, CONUS+ tiene el potencial de convertirse en un referente mundial en la investigación de CEvNS, combinando sus resultados con las observaciones de otros experimentos para obtener una comprensión más profunda de la estructura de los núcleos y las interacciones subatómicas.
