La ciencia considera que cuando se creó el universo como consecuencia del Big Bang, materia y antimateria existían en la misma proporción.

antineutrino  neutrino electrónico
© T2K Collaboration
Visualizaciones de eventos candidatos de neutrino electrónico (izquierda) y antineutrino electrónico (derecha) observados en el detector Super-Kamiokande.
Sin embargo, lo que permaneció después de ese episodio cósmico fue la materia: nuestro universo está formado por partículas y no por antipartículas.

Nunca se ha podido averiguar por qué no se han encontrado grandes estructuras de antimateria en el universo, por ejemplo, planetas y galaxias formadas por antipartículas.

Y más sorprendente todavía: si las partículas de materia y antimateria si aniquilan recíprocamente, ¿cómo es posible que el universo conocido esté constituido exclusivamente por partículas?

En teoría, dado que la materia y la antimateria se crearon en cantidades perfectamente iguales al nacimiento del Universo, lo lógico habría sido que el universo resultante de esa colisión hubiera dejado un vacío cósmico, lleno solamente de energía.

Para explicar este desequilibrio, los físicos buscan asimetrías en el comportamiento de la materia y las partículas de antimateria.

Primeros indicios

Durante décadas, los científicos han detectado defectos en la simetría entre los quarks (constituyentes de los átomos) y sus antipartículas.

Sin embargo, la magnitud de esta violación no es lo suficientemente grande como para explicar la desaparición de la antimateria en el Universo.

Otra pista parece prometedora: una asimetría entre el comportamiento de los neutrinos y los antineutrinos podría constituir una gran parte de la respuesta.

Una nueva investigación publicada en Nature ha comprobado que los neutrinos y antineutrinos se comportan de manera diferente.

Los neutrinos son partículas elementales extremadamente ligeras. Atraviesan todos los materiales, son muy difíciles de detectar e incluso más difíciles de estudiar con precisión.

Hay tres variedades también llamadas "sabores" de neutrinos: electrónico, muónico y tauico.

El comportamiento diferente entre los neutrinos y los antineutrinos ocurre durante la oscilación, la capacidad de estas partículas para cambiar el sabor durante su propagación.

Experimento T2K

El experimento T2K situado en Japón, y en el que participan 500 científicos de 68 laboratorios de 12 países, entre ellos España, tiene como cometido medir las oscilaciones de neutrinos.

En uno de sus experimentos, los investigadores han descubierto que los neutrinos oscilan con más frecuencia que los antineutrinos.

Los datos incluso apuntan a una asimetría casi máxima entre el comportamiento de los neutrinos y el de los antineutrinos.

Se establece así, por primera vez, una propiedad básica de los neutrinos.

Los investigadores consideran que esa diferencia de comportamiento en las oscilaciones podría explicar la desaparición de la antimateria en el universo.

No se trata de un resultado definitivo, pero sí representa un paso importante para comprender el misterio de la antimateria.
Referencia

Constraint on the matter-antimatter symmetry-violating phase in neutrino oscillations. The T2K Collaboration. Nature volume 580, pages339-344(2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0