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Las partículas, buscadas desde hace tiempo, confirman una reacción de fusión que ayuda a dar energía al Sol.

En un esfuerzo técnico, los físicos han observado unos neutrinos de baja energía, buscados desde hace tiempo, que vuelan a toda velocidad desde el Sol. El descubrimiento confirma uno de los posibles primeros pasos en el ciclo de fusión que ayuda a dar energía a la estrella, dice Cristiano Galbiati, físico en la Universidad de Princeton y miembro del gran equipo internacional que informa del descubrimiento en el ejemplar del 3 de febrero de la revista Physical Review Letters.

Las recién encontradas partículas se producen cuando dos protones y un electrón interactúan para crear deuterio, una forma pesada del hidrógeno que ayuda a alimentar la fusión del Sol. Aproximadamente 1 de cada 400 átomos de deuterio en el Sol se crean en esta reacción de protón-electrón-protón, o pep.

Los científicos pueden analizar el funcionamiento interno del Sol estudiando las partículas producidas en sus reacciones termonucleares – en particular, los neutrinos que fluyen a través de la Tierra en gran número, pero apenas interactúan con la materia. Los investigadores deben construir detectores bajo el suelo para apantallar estos esquivos neutrinos solares de otras partículas.

En 2007, una colaboración liderada por Italia, conocida como Borexino, empezó a intentar hacer esto mismo en el Laboratorio Nacional Gran Sasso, enterrado en una montaña en Italia central. Borexino consta de una gigantesca cuba de líquido, el cual emite minúsculos destellos cuando los neutrinos interactúan con él.

Los científicos del equipo sabían que podrían observar neutrinos procedentes de la reacción protón-protón (pp), más común y de mayor energía. “No esperábamos ser capaces de ver neutrinos pep cuando empezamos”, dice Frank Calaprice, miembro del equipo también de Princeton. “Sabíamos que podría ser posible, pero había enormes obstáculos”.

Por ejemplo, incluso aunque el detector esté enterrado para protegerlo del resto de partículas, algunos rayos cósmicos logran atravesar la montaña y llegar al experimento. Allí pueden producir carbono-11 radiactivo, el cual alcanza al detector en el rango de energía esperado para los neutrinos pep. Pero una nueva forma de eliminar el carbono-11 del análisis permitió a los científicos de Borexino filtrar la señal no deseada, dice Galbiati.

Una vez que se eliminó la interferencia de fondo, los científicos pudieron observar los reveladores signos de los neutrinos pep en el rango de energía esperado, alrededor de 1,4 millones de electronvolts. (En comparación, una partícula de luz común, o fotón, tiene una energía de alrededor de 1 electronvolt). Tuvieron lugar unos tres destellos cada día por cada 100 toneladas de líquido detector.

Los logros técnicos de Borexino al filtrar la señal de fondo ya están ayudando a otros experimentos, tales como los que buscan otros eventos de neutrinos o incluso materia oscura, dice Galbiati. “Este resultado abre la vía para que futuros detectores de neutrinos solares hagan medidas mucho más precisas”, comenta.

Posteriores estudios de neutrinos pep deberían ayudar a los científicos a refinar su comprensión del Sol, dice el físico Mark Chen de la Universidad de Queen’s en Canadá. El detector SNO+, en un laboratorio subterráneo cerca de Sudbury en la provincia canadiense de Ontario, llenará su propio detector este verano, con vistas a recopilar datos en 2013. Este experimento tiene como objetivo medir la tasa de neutrinos pep y también detectar otro tipo de neutrino solar de baja energía conocido como CNO, comenta Chen.