Imaginen una sala donde cientos de personas hablan al mismo tiempo mientras ustedes intentan oír cómo cae un alfiler. Así escucharon los físicos de la colaboración PandaX-4T el silencio dentro de 3,7 toneladas de xenón líquido. Su «alfiler» es la desintegración beta cuádruple sin neutrinos del xenón-136, un suceso tan raro que en un año se desintegraría menos de un átomo por kilogramo de materia. El detector se encuentra en lo profundo del subsuelo, en el laboratorio chino de Jinping, donde la roca amortigua el ruido cósmico.
Para captar una señal tan débil no basta con eliminar el ruido externo: también hay que conocer con precisión cómo suena el propio instrumento. Los científicos reunieron datos de dos campañas del detector, la de puesta en marcha y la primera campaña científica. La exposición total fue de 148,4 kilogramos-año de isótopo xenón-136. Ampliaron la región de búsqueda hasta energías de entre 20 y 140 kiloelectronesvoltios, para abarcar el pico esperado en 79 kiloelectronesvoltios. Después modelaron todas las fuentes de fondo posibles: impurezas de criptón-85 y radón, la desintegración beta doble del propio xenón, la captura electrónica doble del xenón-124 e incluso los neutrinos solares.
El resultado de la escucha fue silencio. En el espectro no apareció ningún exceso estadísticamente significativo sobre el fondo. Pero ese silencio permitió fijar un nuevo límite: el período de semidesintegración de la desintegración beta cuádruple sin neutrinos del xenón-136 supera los 6,01×10²⁴ años. Es 1,6 veces más estricto que el límite anterior, establecido por el detector XMASS. Ahora se puede afirmar con seguridad que, si esa desintegración ocurre, habrá que esperarla más tiempo del que existe el universo: 400 billones de veces más.
Por ahora el silencio no responde a la gran pregunta sobre la naturaleza del neutrino, pero reduce el terreno de los teóricos. Los modelos que predecían una desintegración cuádruple más rápida quedan descartados. Y la caza continúa: por delante están el análisis de los datos de la segunda campaña científica de PandaX-4T y la construcción del detector PandaX-xT, con una masa de decenas de toneladas. Quizá en un silencio aún más profundo el alfiler caiga por fin.
Un período de semidesintegración de 6,01×10²⁴ años es 400 billones de veces mayor que la edad del universo. Si esa desintegración ocurriera, en un kilogramo de xenón-136 se desintegraría menos de un átomo al año.
En la novela «El problema de los tres cuerpos», de Liu Cixin, los neutrinos se usan para comunicarse con una civilización extraterrestre. La búsqueda de desintegraciones extremadamente raras, como la 0ν4β, recuerda a los intentos de captar señales casi imperceptibles desde las profundidades del micromundo.