Recrean una reacción rara para entender cómo nacen ciertos átomos en supernovas

No todos los átomos pesados del universo nacen por los mismos caminos. Muchos se explican bastante bien por procesos en los que los núcleos capturan neutrones y luego se transforman por desintegración radiactiva. Pero hay un grupo mucho más escurridizo, rico en protones, cuyo origen sigue siendo uno de los problemas abiertos de la astrofísica nuclear. Entre ellos está el selenio-74, el más liviano de los llamados p-núcleos.

Ahora un equipo internacional consiguió algo que hasta hace poco era casi inaccesible: medir en el laboratorio cómo un núcleo radiactivo de arsénico-73 captura un protón y produce selenio-74. Puede parecer una reacción muy específica, pero es una pieza importante para reconstruir qué ocurre en algunas supernovas, donde temperaturas extremas y una intensa radiación gamma pueden desarmar núcleos ya existentes y empujar la materia hacia combinaciones poco comunes.

La dificultad está en que estas reacciones involucran isótopos raros y de vida corta, de modo que no basta con tener una buena teoría: hace falta producirlos y manipularlos antes de que desaparezcan. Para hacerlo, los investigadores generaron un haz de arsénico-73 y lo hicieron chocar contra un blanco de hidrógeno dentro de un detector diseñado para registrar la radiación emitida cuando se forma el nuevo núcleo. Según la nota difundida por la Facility for Rare Isotope Beams de la Universidad Estatal de Michigan, es la primera vez que se obtiene una medición experimental de este tipo para esta reacción.

El valor del experimento no está solo en haber logrado la maniobra técnica. Al incorporar la nueva medición a los modelos astrofísicos, el equipo redujo aproximadamente a la mitad la incertidumbre asociada a la abundancia esperada de selenio-74. En otras palabras, los cálculos sobre cuánto de este isótopo debería producirse en ciertos escenarios cósmicos quedaron mejor acotados y dependen menos de suposiciones teóricas.

Eso no significa que el misterio esté resuelto. Incluso con este dato más preciso, las simulaciones todavía no reproducen del todo la abundancia observada de selenio-74. Esa discrepancia sugiere que faltan otras piezas: quizá intervienen reacciones nucleares todavía mal conocidas, quizá las condiciones físicas asumidas para algunas explosiones estelares no son las correctas, o quizá ambos problemas se combinan. Justamente por eso este resultado importa: no ofrece una respuesta final, pero sí recorta el margen de error y ayuda a descartar explicaciones incompletas.

También muestra cómo avanza la ciencia cuando un problema parece demasiado remoto para ser probado de manera directa. El origen de ciertos elementos no se investiga solo mirando el cielo, sino también reproduciendo en aceleradores y detectores procesos que recuerdan, a escala controlada, lo que pudo haber ocurrido en estrellas que explotaron hace miles de millones de años. En este caso, una reacción nuclear rara medida en la Tierra ayuda a entender mejor por qué el universo contiene algunos átomos en proporciones tan difíciles de explicar.