Los neutrinos son partículas sin carga con una masa de aproximadamente una millonésima parte de la de un electrón que se crean mediante los procesos nucleares que ocurren en el Sol y otras estrellas. Estas partículas a menudo se describen de manera colorida como los 'fantasmas' del zoológico de partículas porque interactúan muy débilmente con la materia. Un artículo publicado en EPJ C por la colaboración de Borexino, incluido XueFeng Ding, Asociado postdoctorado en física en la Universidad de Princeton, Estados Unidos:documenta los intentos del experimento Borexino para medir neutrinos de baja energía del ciclo de carbono-nitrógeno-oxígeno (CNO) del Sol por primera vez.

"Este instrumento gigante, enterrado bajo las montañas del Gran Sasso en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso en Italia, está capturando neutrinos fantasmales de un proceso llamado CNO en el mismo centro del Sol, "Ding explica." Hicimos decenas de miles de simulaciones y predijimos que seríamos capaces de demostrar que estos fantasmas 'CNO' existen por primera vez en la historia de la humanidad ".

El Sol produce energía al convertir cuatro núcleos de hidrógeno en un núcleo de helio a través de dos mecanismos. La mayor parte de la energía producida por el Sol se inicia mediante la fusión directa de dos protones en un deuterón, comenzando la cadena de pp, el otro mecanismo es catalizado por núcleos más pesados, como el carbono, nitrógeno y oxígeno, conocido como el ciclo CNO, que produce aproximadamente el 1% de la producción de energía de nuestra estrella. Además de este pequeño aporte energético, el ciclo de CNO también debería producir alrededor del 1% de los neutrinos que fluyen desde el Sol.

"Los neutrinos del proceso del ciclo CNO en el Sol habían permanecido esencialmente hipotéticos hasta el reciente informe de Borexino sobre la conferencia Neutrino 2020, "Ding dice." Borexino ha estado buscando neutrinos CNO desde 2016 después de que se instalaron el sistema de aislamiento térmico y el sistema de control de temperatura activo. Este artículo presenta un estudio cuantitativo sobre la sensibilidad del Borexino en la búsqueda de neutrinos CNO y explica la metodología ".

Dado que el Sol en sí solo tiene una rama de CNO del 1%, y dado que los neutrinos ya son increíblemente difíciles de detectar, esencialmente no ha habido una medición todavía del proceso de CNO en sí, a pesar de que se cree que es la vía de producción de energía dominante en estrellas mucho más masivas que el Sol. La detección de neutrinos del ciclo CNO enseñará a los investigadores mucho más al respecto, a su vez, revelando los secretos encerrados bajo la superficie de las estrellas más masivas del Universo.