Un estudio reciente, fruto de la colaboración internacional entre los equipos T2K y NOvA, ha arrojado la imagen más nítida hasta ahora sobre el comportamiento de los neutrinos. Gracias a datos combinados en un único análisis, los científicos han identificado indicios de que estas partículas cambian de tipo de manera diferente a sus “hermanas” de antimateria. Esa posible ruptura en la simetría fundamental del universo —conocida como violación CP— podría explicar por qué, tras el Big Bang, sobrevivió materia en lugar de aniquilarse todo con antimateria. Si se confirma, estaríamos más cerca de comprender por qué existe algo en lugar de nada.

El papel de los neutrinos en la historia del cosmos

Desde hace décadas, los neutrinos se han considerado como uno de los ingredientes más misteriosos del universo. A diferencia de los electrones o quarks, estas partículas carecen de carga eléctrica y casi no interactúan con la materia, lo que hace que atraviesen planetas enteros —incluso nuestro cuerpo— sin dejar rastro.

En el contexto del universo primitivo, tras el Big Bang, teoría y observaciones coinciden en algo desconcertante: al generarse materia y antimateria en cantidades iguales, ambas deberían haberse aniquilado mutuamente, quedando solo energía. Aun así, el cosmos terminó dominado por materia. Esa asimetría es una de las grandes preguntas de la física moderna: ¿qué mecanismo permitió que la materia prevaleciera?

La clave podría estar en los neutrinos. Estas partículas existen en tres “sabores” —electron, muon y tau—, y una de sus particularidades es que pueden transformarse entre esos sabores a medida que viajan, un fenómeno conocido como oscilación.

Si además los neutrinos y los antineutrinos —sus equivalentes de antimateria— oscilan de forma distinta, entonces estaríamos frente a una violación de la simetría carga-paridad (CP). Esa violación abriría la vía a que, en el universo primitivo, quedara un pequeño excedente de materia frente a antimateria; lo suficiente para que hoy exista todo lo que conocemos: galaxias, planetas… nosotros.

El nuevo estudio que une fuerzas en Japón y Estados Unidos

Recientemente, los equipos T2K (en Japón) y NOvA (en Estados Unidos) han decidido combinar sus esfuerzos. Ambos proyectos disparan haces de neutrinos —o antineutrinos— desde laboratorios hasta detectores situados a cientos de kilómetros, midiendo cuántos llegan y de qué tipo tras su viaje.

Lo novedoso no es solo juntar resultados finales, sino compartir datos crudos y aplicar un único modelo estadístico. Los investigadores realizaron múltiples pruebas con datos simulados, incluyendo hipótesis extremas para asegurar que sus conclusiones no surgieran por casualidad. El ajuste —entre los datos de ambos experimentos— resultó sorprendentemente sólido.

Los resultados refinan varios parámetros clave: se mide con precisión una de las diferencias de masa entre estados neutrínicos, y se apunta a un ángulo de mezcla (“mixing angle”) que parece desviarse ligeramente del equilibrio perfecto. Pero lo más relevante es esto: una amplia gama de valores que habrían implicado simetría exacta entre neutrinos y antineutrinos queda descartada. En otras palabras, hay ahora una pista significativa de que los neutrinos rompen la simetría CP.

Si esta tendencia se confirma con más datos, estaríamos ante una de las observaciones más importantes de la física de partículas en décadas. No solo por su impacto teórico, sino porque podría explicar por qué el cosmos no se extinguió al nacer.

Implicaciones profundas: de la materia oscura al destino del universo

El comportamiento extraño de los neutrinos podría resolver un problema central del universo visible. Pero sus implicaciones van incluso más allá. En escenarios teóricos como la llamada Leptogénesis, los neutrinos —posiblemente los que llamamos “mayoría neutrinos” o incluso “neutrinos estériles”— habrían generado, poco después del Big Bang, un exceso de leptones sobre antileptones. Ese exceso pudo convertirse, mediante procesos en el universo primitivo, en el exceso de protones sobre antiprotones que vemos hoy. Esa cadena explicaría la preponderancia de materia sobre antimateria.

Si los neutrinos desempeñaron ese papel, cambiaría nuestra comprensión del origen del universo. El conocido como Modelo Estándar (física de partículas), que hasta hace poco consideraba a los neutrinos sin masa, necesitaría revisarse. La simple confirmación de masa —aunque extremadamente pequeña— fue ya un primer paso que obligó a reescribir parte del modelo.

Más aún: determinados tipos de neutrinos, o su presencia en el pasado temprano del cosmos, podrían estar relacionados con la materia oscura, ese componente invisible que compone aproximadamente un 85 % de la materia del universo observable, y cuya naturaleza aún se desconoce.

¿Qué terrenos quedan por explorar?

A pesar de los avances, muchas preguntas siguen abiertas. Por ejemplo, aún no se ha determinado con certeza cuál es la jerarquía de masas de los neutrinos, es decir, cuál de sus tipos es el más ligero o el más pesado. Esa “mass ordering” sigue sin resolverse.

Tampoco alcanza el nivel de confianza estadística para dar por confirmada la violación de CP en neutrinos. Las conclusiones actuales apuntan en esa dirección, pero los científicos necesitan más datos —preferiblemente mediante experimentos de nueva generación, como los futuros planeados en Japón y Estados Unidos— para descartar por completo errores sistemáticos.

Además, existe la posibilidad teórica de que existan neutrinos “estériles” o de muy alta masa, que apenas interactúan, y que su rol en la historia cósmica podría ser decisivo. Este tipo de hipótesis todavía no puede confirmarse con los detectores actuales.

Reflexiones finales

Lo que hace del estudio conjunto de T2K y NOvA algo tan especial no es solo su ambición técnica, sino su capacidad para combinar datos de contextos muy distintos —diferentes haces, detectores, energías— y aún así extraer conclusiones coherentes. La unidad entre equipos es tan relevante como la ciencia en sí.

Si los neutrinos rompen realmente la simetría CP, entonces podrían ser la pieza clave para entender por qué existe materia; el resto —galaxias, planetas, vida— sería consecuencia de ese pequeño desequilibrio primigenio. Esa idea resulta tan elegante como poderosa.

Sin embargo, la prudencia sigue siendo fundamental. Hasta que tengamos mediciones más precisas, no podemos afirmar con certeza que los neutrinos sean los responsables de nuestra existencia. Lo más razonable es considerar que nos encontramos ante una pista firme, pero aún no definitiva.