¿Es el neutrino su propia antipartícula? Si así fuera podría ayudarnos a entender por qué la materia empezó a ser más abundante que la antimateria al principio de la historia de nuestro universo y, por lo tanto, explicar por qué nosotros estamos aquí hoy, en el universo tal y como lo conocemos. Una prueba de que el neutrino y el antineutrino son la misma partícula sería la observación de la desintegración doble beta sin neutrinos. En la desintegración doble beta con neutrinos, dos neutrones de un mismo núcleo se convierten en protones, emitiendo un electrón y un antineutrino cada uno. Si el neutrino fuera la misma partícula que el antineutrino, los dos antineutrinos podrían aniquilarse antes de ser emitidos, y, en ese caso, se observarían sólo los dos electrones.

El experimento NEXT busca esta desintegración que, de existir, sabemos que ha de ser extraordinariamente infrecuente. Para ello se vale de una cámara de proyección temporal que contendrá 100 kg de xenón a alta presión. La señal de una desintegración doble beta sin neutrinos es un pico en la energía cinética de los electrones producidos en la desintegración, es decir, un conjunto de electrones con energías muy similares. En la versión con neutrinos éstos se llevan parte de la energía, por lo que los electrones pueden terminar con muchos valores diferentes para la energía. En el caso sin neutrinos, por el contrario, los electrones se llevan toda la energía disponible en la desintegración, que es exactamente la diferencia entre la masa del núcleo padre y del núcleo hijo. Por lo tanto, un experimento que quiera medir la desintegración doble beta sin neutrinos ha de ser capaz de medir la energía de los electrones con muy buena resolución y ha de poder identificar todas las señales falsas producidas por la radioactividad natural, algunas de las cuales tienen una energía similar.

El diseño de NEXT optimiza la resolución energética gracias al uso de la amplificación por electroluminescencia, que proporciona un gran número de fotones como señal. Un plano de fotomultiplicadores situado en uno de los extremos de la cámara permite detectar todos estos fotones con una excelente resolución. Por otro lado, la cámara de proyección temporal permite registrar la topología del evento, su forma espacial, lo cual permite separar la contaminación de fondo de los eventos físicamente interesantes: en una desintegración doble beta los dos electrones dejan una traza con deposición de energía casi constante y, en los extremos, dos "bolas" de energía, debidas a que los electrones depositan la energía más rápido cuando su velocidad es más baja, al final de su recorrido. Al contrario, el fondo estará formado por eventos con un solo electrón, que tienen una sola "bola" al final de la traza, lo cual permite rechazar estos eventos con suma limpieza. En NEXT un plano de fotomultiplicadores de silicio en el segundo lado de la cámara lleva a cabo el trazado, midiendo la geometría tridimensional de las trazas que dejan los electrones en el gas.

Una primera fase del detector NEXT, llamado NEXT-WHITE (NEW) en honor de nuestro colaborador James White, que nos dejó hace dos años, está en proceso de instalación en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc. Entre octubre y noviembre se ha llevado a cabo una intensa campaña que ha terminado con la instalación de los planos de trazado y de energía, con más de 1.800 sensores ya conectados y en funcionamiento. El sistema de gas está también operativo, así como el blindaje de plomo, que protege el detector de la radiación externa que viene de la radioactividad natural presente en las paredes del laboratorio. En los próximos meses NEW empezará a tomar datos, con el objetivo principal de caracterizar con gran precisión el fondo esperado en el detector. También será posible medir la desintegración doble beta con neutrinos, pero no se espera que sea posible identificar el modo sin neutrinos debido a que NEW sólo contendrá 10 kg de xenón en lugar de los 100 kg nominales de NEXT. NEW servirá para allanar el camino a la siguiente fase del experimento, NEXT-100, que sí asaltará la cuenstión de si los neutrinos son su propia antipartícula.