Los científicos dicen estar un paso más cerca de entender el brillo solar. Un monumental experimento enterrado debajo de las montañas de Italia ha provisto a físicos de Princeton con un claro entendimiento del corazón del Sol, y de una misteriosa clase de partículas subatómicas que nacen allí.
Parte interna de la esfera de acero inoxidable durante la instalación de los fotomultiplicadores. Crédito LNGS
Los investigadores, trabajando como parte de una colaboración internacional en el experimento Borexino en el Laboratorio subterráneo Gran Sasso en Italia, han realizado la primera observación en tiempo real de neutrinos de baja energía, que son partículas creadas por reacciones nucleares se generan en el núcleo del Sol.
"Nuestras observaciones esencialmente confirman que entendemos cómo brilla el Sol", dice Frank Calaprice, investigador del equipo de Princeton.
Las precisas mediciones de estos neutrinos proveen evidencia de la teoría sobre cómo se producen estas partículas.
En las estrellas del tamaño de nuestro Sol, la mayoría de la energía es producida por una compleja cadena de reacciones nucleares que convierten hidrógeno en helio. Comenzando con protones de los núcleos de hidrógeno, la cadena una de varias rutas que terminan con la creación de núcleos de helio y la producción de la luz solar.
Algunos pasos en dos de estas rutas requieren la presencia de berilio y los físicos han teorizado que estos pasos son responsables de la creación de un 10 porciento de los neutrinos solares. Pero limitaciones tecnológicas han hecho que la teoría sea difícil de testear, hasta ahora.
El laboratorio Gran Sasso, localizado más de un kilómetro bajo la superficie puede superar estas limitaciones, permitiendo al equipo observar neutrinos de baja energía, que raramente interactúan con otras formas de materia. La mayoría de las partículas que emergen del Sol tardan tanto en escapar del interior que cambian drásticamente antes de que los científicos puedan estudiarlas, por lo que ha sido difícil probar cómo el Sol crea energía. Los neutrinos son claves ya que escapan antes de tener tiempo de cambiar.
"Estos descubrimientos muestran que los conocimientos científicos sobre la cadena de procesos nucleares que hacen que el Sol brille es esencialmente correcta, al menos hasta la parte de la cadena que involucra al berilio"
Los resultados se dirigen hacia otras preguntas también. El sensitivo detector ha confirmado teorías sobre porqué los experimentos previos han encontrado menos neutrinos solares de los esperados a energías altas, un problema que proviene de la rara capacidad de las partículas de oscilar de una a otra mientras viajan por el espacio. Mientras el sol sólo produce neutrinos electrónicos, estos pueden cambiar a neutrinos tau o muon, que son más difíciles de detectar.
Observar neutrinos de más baja energía puede ayudar a entender otros efectos predichos de la oscilación.
El equipo del experimento Borexino publicará sus descubrimientos en una próxima edición de Physics Letters B. El paper se titula:"First real time detection of 7Be solar neutrinos by Borexino".
Fuentes y links relacionados
Nota en EurekAlert
Nota en Scientific Blogging
Parte interna de la esfera de acero inoxidable durante la instalación de los fotomultiplicadores. Crédito LNGS
Los investigadores, trabajando como parte de una colaboración internacional en el experimento Borexino en el Laboratorio subterráneo Gran Sasso en Italia, han realizado la primera observación en tiempo real de neutrinos de baja energía, que son partículas creadas por reacciones nucleares se generan en el núcleo del Sol.
"Nuestras observaciones esencialmente confirman que entendemos cómo brilla el Sol", dice Frank Calaprice, investigador del equipo de Princeton.
Las precisas mediciones de estos neutrinos proveen evidencia de la teoría sobre cómo se producen estas partículas.
En las estrellas del tamaño de nuestro Sol, la mayoría de la energía es producida por una compleja cadena de reacciones nucleares que convierten hidrógeno en helio. Comenzando con protones de los núcleos de hidrógeno, la cadena una de varias rutas que terminan con la creación de núcleos de helio y la producción de la luz solar.
Algunos pasos en dos de estas rutas requieren la presencia de berilio y los físicos han teorizado que estos pasos son responsables de la creación de un 10 porciento de los neutrinos solares. Pero limitaciones tecnológicas han hecho que la teoría sea difícil de testear, hasta ahora.
El laboratorio Gran Sasso, localizado más de un kilómetro bajo la superficie puede superar estas limitaciones, permitiendo al equipo observar neutrinos de baja energía, que raramente interactúan con otras formas de materia. La mayoría de las partículas que emergen del Sol tardan tanto en escapar del interior que cambian drásticamente antes de que los científicos puedan estudiarlas, por lo que ha sido difícil probar cómo el Sol crea energía. Los neutrinos son claves ya que escapan antes de tener tiempo de cambiar.
"Estos descubrimientos muestran que los conocimientos científicos sobre la cadena de procesos nucleares que hacen que el Sol brille es esencialmente correcta, al menos hasta la parte de la cadena que involucra al berilio"
Los resultados se dirigen hacia otras preguntas también. El sensitivo detector ha confirmado teorías sobre porqué los experimentos previos han encontrado menos neutrinos solares de los esperados a energías altas, un problema que proviene de la rara capacidad de las partículas de oscilar de una a otra mientras viajan por el espacio. Mientras el sol sólo produce neutrinos electrónicos, estos pueden cambiar a neutrinos tau o muon, que son más difíciles de detectar.
Observar neutrinos de más baja energía puede ayudar a entender otros efectos predichos de la oscilación.
El equipo del experimento Borexino publicará sus descubrimientos en una próxima edición de Physics Letters B. El paper se titula:"First real time detection of 7Be solar neutrinos by Borexino".
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