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1 de Junio de 2003
Física de partículas

La resolución del problema de los neutrinos solares

El Observatorio de Neutrinos de Sudbury ha despejado un enigma planteado hace 30 años al demostrar que los neutrinos provenientes del Sol cambian de clase en su camino hacia la Tierra.

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En síntesis

Desde los años sesenta, los experimentos subterráneos han venido contando muchos menos neutrinos electrónicos procedentes del Sol de los que predice la teoría. "Problema de los neutrinos solares" se llama a esta situación.

En el año 2002 el Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO) resolvió el problema de los neutrinos solares al determinar que muchos de los neutrinos electrónicos producidos en el interior del Sol cambian a otros sabores neutrínicos antes de llegar a la Tierra; por eso no daban con ellos los anteriores experimentos.

Los resultados del SNO confirman la exactitud de nuestros conocimeintos acerca de la generación de energía en el Sol. Además, se infiere de ellos que los neutrinos, pese a que no se les atribuía antes, sí tienen masa. El modelo estándar de la física de partículas, que ha cosechado éxitos extraordinarios, debe modificarse a fin de acomodar los neutrinos con masa.

Artículo recomendado por la Fundación Nobel con motivo del premio Nobel de física otorgado en 2015 a Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos.

Construir un detector del tamaño de un edificio de diez pisos a dos kilómetros de profundidad es una extraña manera de estudiar los fenómenos solares. Sin embargo, sólo así se ha podido desentrañar un enigma, planteado desde hace decenios, relativo a los procesos físicos del interior del Sol. El físico inglés Arthur Eddington propuso ya en 1920 que la fusión nuclear generaba la energía del Sol, pero los esfuerzos emprendidos hace más de treinta años por confirmar detalles fundamentales de esta idea chocaron con un obstáculo: los experimentos concebidos para detectar un componente distintivo de las reacciones de fusión nuclear en el Sol, los neutrinos, sólo observaban una fracción del número de ellos que se esperaba hallar. Por fin, el año pasado, con los resultados del observatorio subterráneo de neutrinos de Sudbury, el Sudbury Neutrino Observatory (SNO), en Ontario, se zanjó este problema; terminaba así de confirmarse plenamente la propuesta de Eddington.

Como todos los experimentos subterráneos diseñados para estudiar el Sol, el SNO persigue detectar neutrinos, que se producen en grandes cantidades en el núcleo solar. Pero al contrario que la mayoría de las instalaciones construidas en las tres décadas anteriores, el SNO detecta los neutrinos solares con agua pesada, en la que cada átomo de hidrógeno de las moléculas de agua está ligado a un neutrón (es decir, ese hidrógeno se encuentra en la forma del isótopo deuterio). Esos neutrones adicionales permiten al SNO observar los neutrinos solares de una nueva manera, contando por igual los tres tipos, o "sabores", de neutrinos. Así, el SNO ha demostrado que el déficit de neutrinos solares visto en los experimentos anteriores no era el resultado de mediciones imprecisas, ni de que no se supiese bien qué pasaba en el Sol, sino el descubrimiento de una nueva propiedad de los neutrinos mismos.

Pero la confirmación de la mejor teoría acerca del Sol saca a luz el primer fallo del modelo estándar de la física de partículas, la mejor teoría acerca de los constituyentes fundamentales de la materia. Ahora conocemos el Sol mejor que el universo microscópico.

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