Cuando cualquier materia se divide en pedazos cada vez más pequeños, eventualmente todo lo que queda, cuando ya no se puede dividir más, es una partícula. Actualmente, hay 12 partículas elementales diferentes conocidas, que a su vez están formadas por quarks y leptones, cada uno de los cuales viene en seis sabores diferentes. Estos sabores se agrupan en tres generaciones, cada una con un leptón cargado y uno neutro, para formar diferentes partículas, incluidos los neutrinos de electrones, muones y tau. En el Modelo Estándar, las masas de las tres generaciones de neutrinos están representadas por una matriz de tres por tres.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Naoyuki Haba de la Escuela de Graduados en Ciencias de la Universidad Metropolitana de Osaka, analizó la colección de leptones que componen la matriz de masa de neutrinos. Se sabe que los neutrinos tienen menos diferencia de masa entre generaciones que otras partículas elementales, por lo que el equipo de investigación consideró que los neutrinos tienen aproximadamente la misma masa entre generaciones. Analizaron la matriz de masas de neutrinos asignando aleatoriamente cada elemento de la matriz. Demostraron teóricamente, utilizando el modelo de matriz de masa aleatoria, que las mezclas de sabores de leptones son grandes.

« Aclarar las propiedades de las partículas elementales conduce a la exploración del universo y, en última instancia, al gran tema de dónde venimos ». El profesor Haba explicó. « Más allá de los misterios restantes del modelo estándar, hay un mundo completamente nuevo de física ».

Después de estudiar la anarquía de masas de neutrinos en los modelos Dirac de neutrinos, balancín y balancín doble, los investigadores descubrieron que el enfoque de la anarquía requiere que la medida de la matriz obedezca a la distribución gaussiana. Habiendo considerado varios modelos de masas de neutrinos ligeros donde la matriz está compuesta por el producto de varias matrices aleatorias, el equipo de investigación pudo probar, lo mejor que pudo en esta etapa, por qué el cálculo de la diferencia al cuadrado de las masas de neutrinos es más cercano con los resultados experimentales en el caso del modelo de balancín con las matrices aleatorias de Dirac y Majorana.

« En este estudio, demostramos que la jerarquía de masas de neutrinos se puede explicar matemáticamente utilizando la teoría de matrices aleatorias. Sin embargo, esta prueba no es matemáticamente completa y se espera que se pruebe rigurosamente a medida que la teoría de matrices aleatorias continúa desarrollándose », dijo el profesor Haba. « En el futuro, continuaremos con nuestro desafío de dilucidar la estructura de copia de tres generaciones de las partículas elementales, cuya naturaleza esencial aún se desconoce por completo tanto teórica como experimentalmente ».