Un artículo muy interesante sobre un experimento para detectar neutrinos procedentes del Sol:
"en el núcleo de nuestra estrella, las presiones y temperaturas actúan como herreros estelares, induciendo procesos de fusión nuclear en los que se transforma sobre todo hidrógeno en helio", "en cada uno de cuyos pasos se emiten neutrinos"
"cada segundo, pasan por nuestro cuerpo 100 billones de neutrinos"
"(los neutrinos) salen de la estrella menos de dos segundos después de su creación", "un fotón generado en el núcleo solar tiene tantas interacciones en el camino que se estima tarda en salir del Sol unos 100 mil años"
Experimento multinacional cuenta en tiempo real elusivas partículas subatómicas
Neutrinos capturados confirman teoría solar
Los datos indican también que pasan por oscilaciones que cambian su sabor.
Borexino, un experimento internacional en el que participan más de 100 investigadores, logró por primera vez detectar y contar neutrinos solares de baja energía. Con ello, los físicos se anotaron un doble golpe: confirmaron la validez del Modelo Solar Estándar, y obtuvieron pruebas de que los neutrinos cambian de “sabor” en su trayectoria.
El doble éxito ocurrió a mil metros bajo tierra, en las entrañas del Gran Sasso italiano, donde trabajan científicos del Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) con equipos de Princeton, Virginia Tech e instituciones académicas de Alemania, Francia, Rusia y Polonia.
Quizá lo clave del anuncio sea que, tras décadas de avanzar en el conocimiento sobre el Sol y los neutrinos dándole vuelta a conceptos teóricos, los físicos tienen por primera vez una confirmación experimental que robustece considerablemente sus modelos.
Además, por la naturaleza de las partículas implicadas, los científicos tienen a partir de ya una herramienta increíble: los propios neutrinos, que por ser partículas que casi no interactúan con nada, llegan a la Tierra virtualmente impolutos, con información acerca de su lugar de origen, que es el corazón del Sol.
¿Qué dice la teoría? Que en el núcleo de nuestra estrella, las presiones y temperaturas actúan como herreros estelares, induciendo procesos de fusión nuclear en los que se transforma sobre todo hidrógeno en helio. Esto ocurre a partir de un proceso básico en cada uno de cuyos pasos se emiten neutrinos. El Sol es, pues, una gran máquina de conversión de hidrógeno en helio (y luego en otros elementos) que por la física del proceso tiene como testigos montones de neutrinos emitidos en cada paso.
El universo hierve de neutrinos. Muchos fueron producidos en el Big Bang; otros nacen en las reacciones de las centrales nucleoeléctricas, pero para nosotros la fuente primordial es el Sol: cada segundo, pasan por nuestro cuerpo 100 billones de neutrinos, pero es rarísimo que uno de ellos interactúe con algo.
Los físicos hablan de neutrinos de alta energía (más de 5 MeV o millones de electrón-volts) y neutrinos de baja energía (menos de un MeV). Ya se habían logrado captar neutrinos solares de alta energía, pero como éstos constituyen la diezmilésima parte del flujo total, no son muy representativos de lo que pasa en el Sol. En cambio, los de baja energía constituyen más de 99 por ciento del flujo, y son por ello testigos ideales de lo que acontece en el núcleo solar.
“La gran profundidad del laboratorio y la increíble pureza de los materiales usados en la detección fueron críticos para el descubrimiento y demostraron el impacto de eliminar la radiación de fondo de tales experimentos”, dijo Brad Keister, que dirige un programa de física nuclear en la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Los cazadores de neutrinos de antaño usaron fotomultiplicadores en agua purificada para tratar de cazar las elusivas partículas. El montaje de Borexino es mucho más sofisticado, y según los científicos es unas 50 veces más sensible que los equipos anteriores.
En la parte más externa hay un cilindro de acero inoxidable de 18 metros de diámetro y 16.9 metros de altura, lleno de agua ultrapurificada. En su interior hay una esfera también de acero inoxidable de 13.7 metros de diámetro y repleta de una combinación orgánica que actúa como bloqueador: un solvente llamado pseudocumene (PC, 1,2,4-trimetilbenceno) dopado con DMP (dimetilftalato).
Dentro de la esfera hay un globo esférico de náilon de 11 metros de diámetro que también contiene la mezcla PC-DMP. Y dentro de ese globo hay otro más, de 8.5 metros de diámetro, que tiene PC, pero dopado con un tinte fluorescente llamado PPO (2,5-difeniloxazol).
Los líquidos orgánicos que actúan como detectores son de una pureza sin precedentes. Se llevaron bajo tierra con todas las precauciones, de modo que todos los componentes del detector son, literalmente, tan puros como pudo producir la tecnología moderna.
¿Cómo capta el detector los neutrinos? Cuando estas partículas de baja energía llegan a los fluidos de detección, arrancan electrones de los átomos del fluido, y los electrones al moverse generan fotones.
A su vez, los fotones son captados por los “ojos” de Borexino: dos mil 212 tubos fotomultiplicadores situados dentro de la esfera de acero, grandes bulbos de vidrio que parecen lámparas de alta intensidad pero que en realidad son capaces de captar fotones individuales.
“Nuestras observaciones esencialmente confirman que comprendemos cómo brilla el Sol”, dijo Frank Calaprice, profesor de física y principal investigador del equipo de Princeton. “Los físicos han tenido teorías respecto a las reacciones nucleares en el interior del Sol durante años, pero las observaciones directas han sido elusivas. Ahora comprendemos mucho mejor estas reacciones”.
Los datos también sugieren que es correcta la noción de que los neutrinos, en su raudo viaje del corazón del Sol hasta la Tierra, cambian de “sabor”: los neutrinos-electrón pueden convertirse en neutrinos-muón o neutrinos-tau. Por eso los conteos anteriores nunca coincidían con las previsiones teóricas.
Borexino “es un paso importante en el camino para comprender los detalles de la física de los neutrinos usando neutrinos del Sol”, dijo el físico Morgan Wascko, del Laboratorio Nacional Acelerador Fermi. “Usar estas partículas para observar el Sol es importante porque nos dan mucha información acerca del modo en que funciona el universo, que está lleno de estrellas”.
Testigos fieles
Una analogía usada por varios medios para explicar la noticia dice que los físicos le hicieron al Sol una especie de tomografía computarizada, usando como sondas a los propios neutrinos.
Éstos son considerados testigos fieles de los hechos del núcleo solar porque salen de la estrella menos de dos segundos después de su creación.
A manera de comparación, un fotón generado en el núcleo solar tiene tantas interacciones en el camino que se estima tarda en salir del Sol unos 100 mil años.
Monterrey/Horacio Salazar
Origen.
http://www.milenio.com/tampico/milenio/nota.asp?id=523370
Otra dirección de interés:
http://physics.princeton.edu/borexino/index.html