El equipo editorial del grupo Nature, del que forma parte la revista Nature Communications, ha seleccionado un trabajo del experimento NEXT, una colaboración internacional que estudia la naturaleza de los neutrinos. El trabajo está encabezado por los grupos colaboradores en NEXT pertenecientes al Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU) y al Donostia International Physics Center (DIPC) del País Vasco.
El artículo reconocido, Ba+2 ion trapping using organic submonolayer for ultra-low background neutrinoless double beta detector, fue publicado en diciembre de 2022 y recoge los resultados de las mediciones realizadas en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC). Estas instalaciones, excavadas a 800 metros de profundidad bajo las montañas del Pirineo aragonés, son un escenario apropiado para frenar la radiación cósmica que llega a la Tierra y poder investigar con mayor precisión el comportamiento de los neutrinos.
Desintegración doble beta sin neutrinos
Los neutrinos son las únicas partículas que pueden ser su propia antipartícula, lo que supondría que fuesen completamente neutrales. Sin embargo, demostrar este comportamiento es un enorme reto científico y tecnológico, ya que los neutrinos son extremadamente esquivos y muy ligeros. En caso de constatar este proceso, el descubrimiento tendría un profundo impacto en la Física de Partículas y la Cosmología, pudiendo explicar la asimetría que existe en el universo entre materia y antimateria.
Para conseguirlo, es necesario observar un proceso en el que el neutrino se comporta al mismo tempo como partícula y antipartícula: en ese caso, dos neutrones se convierten en dos protones intercambiando un neutrino/antineutrino y liberando dos electrones. Este proceso se denomina desintegración doble beta sin neutrinos (β β0ν).
La investigación publicada en Nature Communications se centra en el trabajo que está realizando el equipo de NEXT para detectar uno de los posibles eventos que señalarían este proceso: la desintegración de un átomo de xenon (Xe) en un ión de bario (Ba) y dos electrones. Con el objetivo de crear un detector que muestre este proceso, el artículo demuestra que los iones de bario pueden ser atrapados en condiciones de ultravacío (UHV) por una capa de moléculas orgánicas sobre una superficie.
La colaboración NEXT
El experimento NEXT es una colaboración internacional que busca la desintegración doble beta sin neutrinos en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) en Canfranc, Huesca (España), bajo el monte Tobazo. NEXT significa Experimento de Neutrinos con un TPC de Xenón (Neutrino Experiment with a Xenon TPC), por lo tanto, en este experimento, las detecciones se realizan con una cámara de proyección temporal (TPC, por sus siglas en inglés) llena de xenón gaseoso a alta presión (HPXe-TPC).
Actualmente, la colaboración está a punto de finalizar la construcción del detector NEXT-100, que comenzará a tomar datos este 2023 con 100 kg de xenón en la cámara TPC con el objetivo de descubrir la naturaleza especial de los neutrinos. A principios de este mes, el equipo de la colaboración NEXT completó con éxito el ensamblaje de las 40 barras de cobre radiopuro, proporcionadas por el LSC, que forman parte del blindaje de este nuevo detector en construcción. Con este montaje se completó una fase crítica en el proceso de construcción del NEXT-100.
En la colaboración NEXT, liderada por el Donosti International Physics Center (DIPC) y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), participan más de 80 científicos de 13 centros de investigación procedentes de España, Portugal, Israel y Estados Unidos. Los centros de investigación españoles que participan en esta colaboración son el Centro de Física de Materiales, el Instituto de Física Corpuscular, el Donostia International Physics Center, la Universidad Autónoma de Madrid, la Universitat de Girona, la Universidad del País Vasco, la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad de Oviedo, el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías y la Universidad de Zaragoza.
