¿Por que brillan las estrellas?

Posiblemente uno de los logros recientes más significativos en el campo de la física fue la solución al enigma de cómo el Sol genera su energía. Por más de treinta años los científicos estuvieron tratando de develar el misterio de los neutrinos solares, que consistía en entender por qué el número de esas partículas que llegan a la Tierra desde el Sol era mucho menor que los modelos de funcionamiento del Sol predecían.

Por más de 30 años los científicos han estado tratando de resolver ‘el problema de los neutrinos solares’. ¿Cómo era posible que en la Tierra se midiese solo una fracción de los neutrinos que se esperaba que el Sol emitiera? Un buen modelo debe de hacer predicciones que concuerden con las observaciones. ¿No sería esto indicativo de que los modelos de funcionamiento del Sol estaban equivocados como ya había ocurrido en el pasado?

¿Qué son los neutrinos?

Se trata de partículas elementales que junto con los electrones, muones, taus y quarks constituyen los ladrillos básicos con que está hecha toda la materia del Universo. Estas partículas se producen en desintegraciones radiactivas y en otras reacciones nucleares. Los neutrinos están estrechamente emparentados con los electrones, muones y taus pero, a diferencia de estos, no tienen carga eléctrica y viajan prácticamente a la velocidad de la luz. Hay tres variedades o ‘sabores’ de neutrinos: los neutrinos del electrón,n_e, los neutrinos del muón, n_µ y los neutrinos tau, n_t. Al no poseer carga eléctrica, la interacción de los neutrinos con la materia ordinaria es muy poco frecuente. Estas partículas interactúan con la materia exclusivamente a través de la fuerza nuclear débil. Debido a esta circunstancia, en cada segundo, miles de millones de neutrinos pasan por nuestro cuerpo sin que los percibamos. Si deseásemos reducir su flujo a la mitad, deberíamos construir una pared de plomo cuyo espesor debería ser del orden de la distancia de la Tierra a la estrella Alfa de la constelación Centauro, o sea de unos 4 años luz de espesor. Esta diminuta probabilidad de interacción de los neutrinos con la materia ordinaria, hace que su detección sea extremadamente difícil. Desde que el físico Enrico Fermi predijera su existencia hacia fines de los años 30, hasta que se logró su detección por vez primera, pasaron cerca de 20 años. Sin embargo, como no hay mal que por bien no venga, esta misma propiedad posibilita que los neutrinos transporten información casi inalterada desde sus fuentes de producción en el centro de las estrellas hasta nosotros. En esta región de las estrellas es donde se genera la energía que las caracteriza y donde se sintetizan los núcleos más pesados, en particular se genera helio a partir del hidrógeno. Por lo tanto, el estudio de los neutrinos que se producen en el Sol y en otras estrellas constituye una valiosa fuente de información acerca de los procesos nucleares que ocurren en el interior de las mismas y que son los responsables de su brillo. En el caso particular de nuestra estrella, el Sol, es su energía la que originó y sostiene la vida en nuestro planeta. Pequeñas alteraciones en los mecanismos de producción de esta energía tendrían consecuencias potencialmente catastróficas para la vida en la Tierra. De allí que entender los mecanismos de generación de energía en el Sol sea un desafío intelectual de profundas implicancias prácticas. La predicción de los flujos de neutrinos solares medidos en la Tierra es una de las pruebas más exigentes que se pueden realizar sobre la validez de los modelos solares.

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