Los físicos detectan una nueva clase de neutrinos del sol

Los neutrinos escupidos por los principales procesos que alimentan el sol finalmente se tienen en cuenta, informan los físicos.

Dos conjuntos de reacciones de fusión nuclear predominan en el núcleo del sol y ambos producen las partículas subatómicas ligeras en abundancia. Los científicos habían detectado previamente neutrinos del proceso más frecuente. Ahora, por primera vez, se detectaron neutrinos del segundo conjunto de reacciones, dijeron investigadores del experimento Borexino el 23 de junio en una charla en el Reunión virtual Neutrino 2020.

“Con este resultado, Borexino ha desentrañado por completo los dos procesos que alimentan el sol”, dijo el físico Gioacchino Ranucci del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia en Milán.

En el núcleo del sol, el hidrógeno se fusiona en helio de dos maneras. Una, conocida como la cadena protón-protón, es la fuente de aproximadamente el 99 por ciento de la energía de la estrella. El otro grupo de reacciones de fusión es el ciclo CNO, para carbono, nitrógeno y oxígeno, elementos que permiten que las reacciones continúen. Borexino había visto previamente neutrinos de la cadena protón-protón (SN: 1/9/14) Pero hasta ahora, los neutrinos del ciclo CNO eran MIA.

“Están en la parte superior de la lista de todos para tratar de identificar y detectar”, dice el físico Malcolm Fairbairn del King’s College de Londres. “Ahora creen que los han visto, lo cual es un gran logro, realmente una medida extremadamente difícil de hacer”.

Ubicado en las profundidades subterráneas del Laboratorio Nacional Gran Sasso en Italia, Borexino busca destellos de luz producidos a medida que los neutrinos golpean los electrones en una gran tina de líquido. Los investigadores han pasado años afinando el experimento para detectar los esquivos neutrinos que anuncian el ciclo CNO. Aunque es difícil de observar, las partículas son abundantes, confirmó Borexino. En la Tierra, alrededor de 700 millones de neutrinos del ciclo CNO del sol pasan a través de un centímetro cuadrado cada segundo, informan los investigadores.

El resultado, presentado por primera vez en la reunión virtual, aún debe eliminar el obstáculo de la revisión por pares en una revista científica antes de que sea completamente oficial.

Estudiar estas partículas podría ayudar a revelar cuánto del sol está compuesto de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, una propiedad conocida como metalicidad. Esto se debe a que la velocidad a la que se producen los neutrinos del ciclo CNO depende del contenido de carbono, nitrógeno y oxígeno del sol. Actualmente, diferentes tipos de mediciones no están de acuerdo sobre la metalicidad del sol, y una técnica sugiere una mayor metalicidad que otra. En el futuro, las mediciones más sensibles de los neutrinos CNO podrían ayudar a los científicos a resolver el problema.

El ciclo CNO es aún más importante en estrellas más pesadas que el sol, donde es el principal proceso de fusión. Estudiar este ciclo en el sol puede ayudar a los físicos a comprender el funcionamiento interno de otras estrellas, dice Zara Bagdasarian, física de la Universidad de California, Berkeley y miembro de la Colaboración Borexino. “Es muy importante para nosotros entender cómo funciona el sol”.