La desintegración del neutrino reconcilia dos mundos exprés
En los años treinta, Pauli comprendió: sin unas diminutas partículas fantasmales, la energía de las estrellas no cuadraba. Así nacieron los neutrinos, viajeros intangibles que lo atraviesan todo. Deben tener masa, de lo contrario no podrían transformarse unos en otros, pero las observaciones de la expansión del Universo mostraban que su peso total es casi nulo. Sin embargo, los experimentos de laboratorio insistían en una cifra mayor.
Un nuevo estudio compara los neutrinos con papas en un saco agujereado. Si la mitad de los tubérculos se pierde por el camino, al pesar el resto, faltará una parte. Así ocurre en cosmología: si los neutrinos se desintegran en partículas completamente invisibles en un plazo de diez millones a mil millones de años, hoy solo medimos la fracción que sobrevivió. Los datos recientes del sondeo DESI y de la radiación del Big Bang permiten una masa hasta cuatro veces mayor que la anterior, suficiente para que la disputa se apague.
Un giro inesperado: la desintegración en los tipos conocidos de neutrinos apenas ofrece ventaja. El saco sigue pareciendo lleno. Esto sugiere que la naturaleza esconde en él algo más allá del Modelo Estándar: partículas que aún desconocemos. Es allí donde debemos orientar la búsqueda.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.04312v2
A new tension is emerging between the tight cosmological upper bounds on the total neutrino mass ($$\sum m_ u \lesssim 0.06 \, \rm{eV}$$) and the lower limits from oscillation experiments, with potentially far-reaching implications for cosmology and particle physics. Neutrinos decaying into massless BSM particles with lifetimes $$\tau_ u \sim 0.01-1\, \rm{Gyr}$$ represent a theoretically well-motivated mechanism to reconcile such measurements. Using DESI DR2 and CMB datasets, we show that such decays relax the bound on the total neutrino mass up to $$\sum m_ u < 0.23 \, \rm{eV}$$ (95%), restoring full agreement with oscillation data. We also present the first late-time cosmological analysis of neutrino decays into lighter neutrinos in a manner consistent with the measured mass splittings. In contrast to the decays into massless BSM particles, we find that this scenario only marginally alleviates - or even tightens - the cosmological neutrino mass bounds, depending on the mass ordering.
En el Universo hay casi tantos neutrinos como fotones de la radiación de fondo, unos 330 por centímetro cúbico.