Logran primera ‘instantánea’ del espectro completo de neutrinos del Sol

Un 99 por ciento de la energía del Sol emitida como neutrinos se produce por secuencias de reacción nuclear iniciadas por la fusión protón-protón (pp) en la que el hidrógeno se convierte en helio.

Físicos informan este 24 de octubre en Nature sobre los nuevos resultados de Borexino, uno de los detectores de neutrinos más sensibles del planeta, ubicado en las profundidades de las montañas de los Apeninos de Italia.

“Los neutrinos emitidos por esta cadena representan una herramienta única para la física solar y de neutrinos”, explican los autores. Su nuevo artículo informa sobre “el primer estudio completo de todos los componentes de la cadena de pp realizado por Borexino.

“Estos componentes incluyen no solo los neutrinos pp, sino otros llamados neutrinos berilio-7 (7Be), pep y boro-8 (8B). La reacción de fusión pp de dos protones para producir deuterón, núcleos de deuterio, es el primer paso de una secuencia de reacción responsable de aproximadamente el 99 por ciento de la producción de energía del Sol”, dice en un comunicado el coautor Andrea Pocar, de la Universidad de Massachusetts Amherst.

Y agrega: “Lo que es nuevo hoy es incremental, no es un salto, pero es la culminación de más de 10 años de recopilación de datos con el experimento para mostrar todo el espectro de energía del Sol a la vez. Nuestros resultados reducen la incertidumbre, lo que tal vez no sea llamativo, pero es un tipo de avance que a menudo no se reconoce lo suficiente en la ciencia. El valor es que las mediciones son más precisas porque con más datos y gracias al trabajo de jóvenes físicos dedicados, comprendemos mejor el aparato experimental”.

“Borexino ofrece la mejor medida que se haya hecho para los neutrinos pp, 7Be y pep –destaca–. Otros experimentos miden los neutrinos 8B con mayor precisión, pero nuestra medida, con un umbral inferior, es consistente con ellos”. Además, según Pocar, una vez que haya datos más precisos, es posible retroalimentarlos en el modelo de cómo se está comportando el Sol, luego se puede refinar aún más.

“Todo ello lleva a comprender mejor el Sol. Los neutrinos nos han dicho cómo el Sol se está quemando y, a su vez, el Sol nos ha proporcionado una fuente única para estudiar cómo se comportan los neutrinos. Borexino, programado para funcionar durante otros dos o tres años, ha fortalecido nuestra comprensión del Sol muy profundamente”, explica.

Para estudios anteriores de neutrinos de pp, 7B, pep y 8B, el equipo se había centrado en cada uno por separado en análisis específicos de los datos recopilados en ventanas restringidas de energía, “como tratar de caracterizar un bosque tomando una fotografía de cada uno de muchos tipos individuales de árboles”, pone como ejemplo Pocar. “Múltiples imágenes te dan una idea de un bosque, pero no es lo mismo que la foto de todo el bosque”, agrega.

“Lo que hemos hecho ahora es tomar una sola foto que refleje todo el bosque, todo el espectro de todos los diferentes neutrinos en uno. En lugar de hacer zoom para ver pequeñas piezas, lo vemos todo de una vez. Entendemos nuestro detector muy bien ahora, estamos cómodos y confiados de que nuestro disparo es válido para todo el espectro de las energías de los neutrinos”.

Neutrinos que viajan a casi la velocidad de la luz

Los neutrinos solares salen de la estrella en el centro de nuestro sistema a casi la velocidad de la luz, hasta 420.000 millones que golpean cada centímetro cuadrado de la superficie terrestre por segundo. Pero como solo interactúan a través de la fuerza débil nuclear, atraviesan la materia prácticamente sin afectarla, lo que hace que sean muy difíciles de detectar y distinguir de rastros de desintegraciones nucleares de materiales ordinarios, dice Pocar.

El instrumento Borexino detecta los neutrinos cuando interactúan con los electrones de un centelleador líquido orgánico ultra puro en el centro de una gran esfera rodeada por 1.000 toneladas de agua. Su gran profundidad y muchas capas protectoras como las de una cebolla mantienen el núcleo como el medio más libre de radiación del planeta. Es el único detector en la Tierra capaz de observar todo el espectro de neutrinos solares simultáneamente, lo que ahora se ha logrado, señala.

El físico de UMass Amherst, investigador principal en un equipo de más de cien científicos, está particularmente interesado en centrar su atención en medir otro tipo de neutrino solar conocido como neutrinos de la CNO, que espera sea útil para abordar una importante pregunta abierta en la física estelar, que es la metalicidad, o contenido de metal, del sol.

Fuente: europapress.es

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