La aventura científica que duró décadas
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El Sol produce energía mediante la fusión nuclear, principalmente mediante lo que se conoce como la cadena protón-protón, en la que mediante sucesivas reacciones, cuatro protones acaban fusionándose en un núcleo de helio. Durante esta cadena de reacciones, además de crearse esta partícula alfa como resultado final, también se emiten algunas partículas en pasos intermedios. Concretamente rayos gamma (luz muy energética) y neutrinos. Los rayos gamma se habrán transformado en luz visible e infrarroja para cuando abandonen el Sol, por lo que no podemos obtener evidencia electromagnética directa de esta reacción, así que tenemos que contentarnos con los neutrinos.
Por su naturaleza, los neutrinos apenas interactúan con la materia que los rodea y son capaces de escapar del Sol sin inmutarse. Apenas unos segundos después de crearse como subproducto de la fusión nuclear abandonan el Sol en grandes cantidades, esparciéndose por el universo. Algunos de estos neutrinos llegarán hasta nuestro planeta, algo más de ocho minutos más tarde de haberse creado. Pero el hecho de que puedan escapar del núcleo solar tan fácilmente hará que sean increíblemente difíciles de detectar a su paso por la Tierra. A pesar de eso, conociendo bien cómo interactúan con la materia, es posible construir detectores de neutrinos que funcionen.
Se han construido varios detectores de neutrinos a lo largo de las décadas. El primero fue construido en la mina Homestake, en Dakota del Sur, en EEUU a kilómetro y medio de profundidad, con la intención de bloquear cualquier radiación cósmica que pudiera generar ruido en el experimento. Este detector utilizaba una reacción por la cual un neutrino puede chocar con un átomo de cloro-37, transformándolo en uno de argón-37. Se utilizaron 400 000 litros de un compuesto químico del cloro y la predicción era que, de los diez mil billones (10^16) neutrinos provenientes del Sol que atravesarían el detector cada día, al menos uno de ellos interactuara con el cloro creando argón. Lo que se observó al cabo de varios años de funcionamiento del experimento es que se detectaban menos de la mitad de los neutrinos esperados. Algo similar ocurrió en el resto de experimentos, como el soviético-estadounidense SAGE y el europeo-estadounidense GALLEX o el japonés Kamiokande. Todos ellos fueron capaces de detectar neutrinos, pero a un ritmo en torno a la mitad de lo esperado. Esta discrepancia recibió el nombre de “problema de los neutrinos solares”.
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