¿Cómo transformar carbono en nitrógeno gracias al Sol? Científicos hallan la respuesta en un laboratorio a dos kilómetros bajo tierra.

En el laboratorio subterráneo SNOLAB se registró un fenómeno, que durante mucho tiempo permaneció solo teórico. Un equipo internacional obtuvo por primera vez indicios directos de que los neutrinos solares pueden convertir un isótopo de carbono en nitrógeno, y con ello avanzó en la comprensión de cómo las partículas de baja energía interactúan con la materia. El resultado fue posible gracias a la observación prolongada y al profundo apantallamiento del experimento, que permitió eliminar los ruidos que normalmente enmascaran señales tan débiles.

En el trabajo se empleó el detector SNO+, ubicado a una profundidad de alrededor de dos kilómetros en una mina en operación en la ciudad de Sudbury, Canadá. El refugio reduce la influencia de las partículas cósmicas y crea condiciones en las que los destellos de colisiones raras de núcleos atómicos con neutrinos se vuelven distinguibles. Durante más de un año de registro de datos se detectaron destellos apenas perceptibles en secuencia, que aparecen cuando los neutrinos solares inciden en núcleos de carbono-13 contenidos en el centelleador líquido. Como resultado del impacto, el carbono se transforma en nitrógeno-13, y este, tras varios minutos, se desintegra, generando un segundo destello. Esa pareja de señales vinculadas sirve como un indicio fiable de un evento verdadero.

El análisis del periodo desde mayo de 2022 hasta junio de 2023 reveló 5,6 eventos, coincidentes con las expectativas calculadas. El responsable del trabajo, Galliver Milton, de Oxford, señaló que una reacción tan rara se hizo observable gracias a la combinación de un equipo sensible y al contenido natural de carbono-13 en el medio de trabajo.

El coautor del estudio, el profesor Stephen Biller, recordó que la instalación previa SNO sentó las bases del resultado actual, al mostrar por primera vez las transiciones de neutrinos entre tipos y llevar al colectivo al Premio Nobel de 2015. Los nuevos datos permiten utilizar los neutrinos solares como una suerte de herramienta para estudiar procesos nucleares de difícil acceso. La representante de SNOLAB, Kristina Kraus, subrayó que la observación constituye la interacción de neutrinos con carbono-13 registrada a la energía más baja hasta la fecha y que, por primera vez, ofreció una estimación directa de la probabilidad de esa reacción.

El resultado obtenido abre la vía a un estudio más detallado de procesos raros con participación de neutrinos y ayudará a definir enfoques para la creación de detectores futuros. El trabajo fue publicado en la revista «Physical Review Letters».