Todos los antineutrinos observados hasta ahora poseen helicidad dextrógira (es decir, sólo se ha visto uno de los dos posibles estados de espín), mientras que los neutrinos son levógiros.
Sin perjuicio de que se diga que por ser antineutrinos y neutrinos partículas neutras, es posible que sean la misma partícula. Las partículas que tienen esta propiedad se conocen como partículas de Majorana.
Los neutrinos de Majorana tienen la propiedad de que el neutrino y el antineutrino podrían distinguirse solo por la quiralidad; lo que los experimentos observan como una diferencia entre el neutrino y el antineutrino podría deberse simplemente a una partícula con dos posibles quiralidades.
Ahora bien, la helicidad y la quiralidad no son lo mismo para las partículas de masa. Entonces, si es cierto que hay dos tipos de helicidad, ¿cómo es posible que un neutrino sea una partícula de Majorana?
La respuesta a tal problema es la siguiente.
Sin anti- en el caso de la partícula de Majorana
Primero, si incluimos el término de masa (aquí no es importante - Majorana o Dirac) de neutrino, entonces llegamos necesariamente a la afirmación de que el neutrino puede ser de dos helicidades.
En segundo lugar, dado que el fermión de Majorana es
También hay una observación adicional. La conjugación de carga de la partícula izquierda da la antipartícula derecha, por lo que no hay problema con la quiralidad.
Por qué la naturaleza de Majorana del neutrino no contradice el experimento
Se sigue así el enunciado de que el neutrino, si es uno de Majorana, puede ser tanto zurdo como diestro. Esto, sin embargo, no contradice la afirmación de que en su mayoría solo interactúan los neutrinos zurdos (en cierto sentido, de helicidad izquierda) (y, por lo tanto, de alguna manera pueden ser detectados). Esto es cierto debido a dos hechos.
Primero , si la masa de una partícula dada es pequeña, entonces esta partícula es relativista en la mayoría de los procesos que la involucran a ella y a otras partículas con masas mucho mayores que . En el límite relativista la helicidad coincide con la quiralidad; a saber, la tasa de cambio de helicidad es proporcional a , con siendo la energía de . Por lo tanto, podemos concluir que la partícula ultrarrelativista tiene una helicidad definida que se define por su quiralidad.
En segundo lugar , el sector débil del modelo estándar contiene interacción, en la que el electrón interactúa solo con el neutrino quiral izquierdo (mientras que el positrón interactúa con el quiral derecho). Unifiquemos estos hechos. Si tenemos un proceso en el que se crean electrones y neutrinos, entonces, debido a la pequeña masa del neutrino y, por lo tanto, a su movimiento ultrarrelativista, será a la izquierda (en un sentido de helicidad) en el "99,9%" de las interacciones.