Captan neutrinos transformando carbono en nitrógeno

Los neutrinos figuran entre las partículas más misteriosas del universo. De hecho, a menudo son descritas como "partículas fantasma" porque rara vez interactúan con otras. Billones de neutrinos fluyen a través de nuestros cuerpos cada segundo sin que nos demos cuenta ni tan siquiera dejen algún rastro.

Los neutrinos pueden generarse durante reacciones nucleares, incluidas las que tienen lugar en el núcleo del Sol. Su tendencia a no interactuar casi nunca con la materia dificulta notablemente su detección.

Solo unos pocos medios, diseñados para interceptar a alguno de los muchísimos neutrinos que los atraviesan, consiguen hacerlo.

Ahora, por vez primera vez, se ha logrado observar la interacción de neutrinos del Sol con átomos de carbono y la transformación de estos en átomos de nitrógeno, como consecuencia de dicha interacción. El fenómeno ha tenido como escenario el interior de un vasto detector subterráneo.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Gulliver Milton, de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, y Manuel Abreu, de la Universidad de Lisboa en Portugal.

Milton, Abreu y sus colegas se valieron para ello del detector SNO+, ubicado a dos kilómetros bajo tierra en el SNOLAB, un laboratorio internacional emplazado en una mina de Sudbury, Canadá. Su ubicación a gran profundidad fue crucial para proteger el laboratorio de los rayos cósmicos y la radiación de fondo que enmascararían las débiles señales de provocadas por los neutrinos.

El recipiente acrílico de 12 metros de diámetro, rodeado de 9000 tubos fotomultiplicadores, se encuentra en el corazón del Observatorio de Neutrinos de Sudbury y del detector SNO+. Actualmente, el recipiente contiene unas 800 toneladas de líquido empleado para la detección de neutrinos. (Imagen: SNOLAB)

El equipo buscó casos en los que un núcleo de carbono-13 es impactado por un neutrino de alta energía y se transforma en nitrógeno-13 radiactivo, que se desintegra unos diez minutos después.

El análisis permitió establecer un promedio de 5,6 casos observados durante un período de 231 días.

Los neutrinos son esenciales para comprender muchos procesos estelares, la fusión nuclear en general e incluso la evolución del universo. Según los investigadores, esta detección pionera de casos de conversión de carbono-13 en nitrógeno-13 por acción de neutrinos sienta las bases para futuras investigaciones en las que obtener datos nuevos y reveladores sobre las interacciones de los neutrinos.

Existen tres tipos de neutrinos: electrónico, muónico y tauónico, esencialmente tres versiones de la misma partícula. El SNO+ es una versión reciclada del SNO, un detector que demostró que los neutrinos poseen la inusual capacidad de oscilar en su identidad, transformándose de un tipo a otro al viajar desde el Sol a la Tierra.

Milton, Abreu y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus observaciones en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “First Evidence of Solar Neutrino Interactions on 13C”. (Fuente: NCYT de Amazings)