Casi todo tipo de materia en el universo mantiene sus mismas cualidades básicas, no importa dónde se encuentra en el espacio, o dónde está en el tiempo. Las cosas no cambian espontáneamente en otra cosa al azar. Pero hay una excepción: los neutrinos. Estas minúsculas partículas se comportan principalmente según las leyes de la mecánica cuántica, y como resultado se comportan de maneras bastante extrañas.
Existen tres tipos de neutrinos: el neutrino electrón, el neutrino muon y el neutrino tau. Los neutrinos se crean en las interacciones de las partículas, y los tres tipos de neutrinos se denominan después de la partícula que es responsable de crearlos.
La mayoría de los neutrinos se crean dentro del sol y otras estrellas a través de reacciones de fusión nuclear. En estas reacciones, casi todos los neutrinos creados son neutrinos del electrón. Pero en la década de 1960, los astrónomos observaron algo extraño: había mucho menos neutrinos que llegaban a la tierra desde el sol de los que debería haber.
Resulta que los neutrinos tienen una propiedad única donde pueden cambiar espontáneamente de un tipo a otro. Para el tiempo en que los neutrinos alcanzaron la tierra desde el sol, la mayoría habían cambiado de neutrinos del electrón en muon o neutrinos tau. Nuestros instrumentos en la tierra sólo podían detectar neutrinos electrónicos, de ahí la discrepancia. Entonces, ¿cómo se transforman? Minute Physics explica:
Esta propiedad única de los neutrinos para cambiar espontáneamente las versiones también nos ayudaría a resolver otro misterio: ¿por qué hay un universo en absoluto.? El Big Bang al comienzo del universo creó todas las partículas normales como protones, neutrones y electrones, junto con las partículas más exóticas como los neutrinos. Pero también creó partículas antimateria como antiprotones, antineutrones y antielectrones (llamados oficialmente positrones).
Se supone que las antipartículas son una imagen perfecta del espejo de partículas normales, lo que significa que deberían haber sido creadas en números exactamente iguales durante el Big Bang. Debido a que las antipartículas y las partículas regulares se cancelan entre sí, esto significa que no debe haber nada sobrante. Obviamente ese no es el caso.
Esto significa que tiene que haber algunas diferencias entre partículas y antipartículas, y alguna nueva física para explicar esas diferencias. Probablemente tendremos que esperar un rato para la nueva física, pero los científicos ya están encontrando algunas diferencias entre partículas y antipartículas, y tienen que ver con cómo intercambian los neutrinos entre sus versiones.
En un experimento en Japón el año pasado, los científicos estudiaron con qué frecuencia los neutrinos y los antineutrinos intercambian entre sus versiones y antiversiones. Encontraron que había diferencias leves en estas tasas entre los neutrinos y los antineutrinos. Esto no parece mucho, pero es la primera evidencia real de una diferencia entre materia y antimateria. Ese descubrimiento podría allanar el camino para una nueva rama de la física y aún más hallazgos sobre la naturaleza de nuestro universo.