El Sol, el motor esencial que sustenta la vida en la Tierra, genera su tremenda energía mediante el proceso de fusión nuclear. Al mismo tiempo emite una corriente continua de neutrinos, partículas que actúan como mensajeros de su dinámica interna. Si bien los detectores de neutrinos modernos revelan el comportamiento actual del Sol, persisten preguntas importantes sobre su estabilidad durante millones de años, un lapso de tiempo que abarca la evolución humana y el cambio climático.
Encontrar la respuesta es el objetivo del experimento LORandita (LOREX), que requiere un conocimiento preciso de la sección transversal del neutrino solar del talio. Esta información ha sido proporcionada ahora por una colaboración internacional de científicos que utilizan las instalaciones únicas del Anillo de Almacenamiento Experimental ESR de GSI/FAIR en Darmstadt para obtener una medición esencial que ayudará a comprender la estabilidad del Sol a largo plazo. Los resultados de las mediciones han sido publicados en revistas científicas. carta de revisión física.
LOREX es el único experimento geoquímico de neutrinos solares a largo plazo que todavía se lleva a cabo activamente. Propuesto en la década de 1980, tiene como objetivo medir el flujo de neutrinos solares promediado durante cuatro millones de años, correspondiente a la edad geológica del mineral de lorandita.
Los neutrinos producidos en nuestro Sol interactúan con los átomos de talio (Tl), presentes en el mineral lorandita (TlAsS).2), y convertirlos en átomos de plomo (Pb). Isótopos 205El Pb es particularmente interesante debido a su larga vida media de 17 millones de años, lo que lo hace esencialmente estable durante la escala de tiempo de cuatro millones de años del mineral de laurandita. Dado que actualmente no es posible medir directamente la sección transversal de neutrinos 205Tl, investigadores de GSI/FAIR en Darmstadt, Alemania, han ideado un método inteligente para medir las cantidades relevantes de física nuclear necesarias para determinar la sección transversal de neutrinos. Aprovecharon el hecho de que esta cantidad, el material de la matriz atómica, también determina la tasa de desintegración beta en estado unido de la ionización completa. 205tl81+ de 205poby81+.
Medición experimental de la vida media de la desintegración beta en estado ligado completamente ionizado 205tl81+ ion ha sido posible sólo gracias a las capacidades únicas del Anillo de Almacenamiento Experimental (ESR) en GSI/FAIR. ESR es actualmente la única instalación donde tales mediciones son posibles. D 205tl81+ El ion se produjo mediante reacciones nucleares en el separador de fragmentos (FRS) de GSI/FAIR y luego se almacenó en cantidades suficientes para observar su descomposición y se midió con éxito en el anillo de almacenamiento. “Décadas de avances continuos en la tecnología de aceleradores han hecho posible crear una intensa y pura 205tl81+ haz de iones y medir su descomposición con alta precisión”, dijo el profesor Yuri A. Litvinov, portavoz del ensayo e investigador principal de la Beca Consolidadora ASTRUm del Consejo Europeo de Investigación (ERC).
“Medición de la vida media de los equipos 205tl81+ La desintegración beta será de 291 (+33/-27) días, una medida clave que permite determinar la sección transversal de captura de neutrinos solares”, explicó el Dr. Rui-Jiu Chen, investigador postdoctoral asociado que participa en el proyecto. de 205Los átomos de plomo en minerales de lorandita determinados por el proyecto LOREX proporcionarán información sobre la historia evolutiva del Sol y su conexión con el clima de la Tierra durante milenios.
“Este experimento histórico destaca el poder de la astrofísica nuclear para responder preguntas fundamentales sobre el universo”, dijeron el profesor Gabriel Martínez-Pinedo y el Dr. Thomas Neff, quien dirigió el trabajo teórico para convertir las mediciones en secciones transversales de neutrinos.
El Dr. Ragandeep Singh Sidhu, primer autor de la publicación, enfatizó su importancia más amplia: “Este experimento resalta cómo una medición única, aunque desafiante, puede desempeñar un papel importante en la resolución de importantes cuestiones científicas relacionadas con la evolución de nuestro Sol”.
La publicación está dedicada a la memoria de los difuntos colegas Fritz Bosch, Hans Geisel, Paul Kienle y Fritz Nolden, cuyas contribuciones fueron fundamentales para el éxito de este proyecto.