LA ANOMALÍA DEL GALIO, PUESTA A PRUEBA CON EL SOL
El galio-71 puede tragarse un neutrino electrónico y convertirse en germanio-71, expulsando un electrón. Se recogen los pocos átomos de germanio formados en el galio, se cuentan, y se ha medido un flujo de neutrinos. Así observaban el Sol los detectores SAGE y Gallex/GNO.
Para comprobar esos detectores, los físicos los expusieron también a fuentes artificiales de neutrinos: muestras muy intensas de cromo-51 y argón-37 radiactivos. El recuento de germanio salió bajo. Los primeros experimentos lo insinuaban sin zanjar la cuestión. Después, el experimento BEST, con una fuente de cromo-51 de 3,5 megacurios situada dentro de dos zonas concéntricas de galio metálico líquido, lo confirmó.
Falta un veinte por ciento
BEST se diseñó como un experimento de oscilación a corta distancia, para comprobar si unos neutrinos estériles mezclados con los neutrinos electrónicos ordinarios podían explicar el déficit. Las tasas de captura no mostraron ninguna dependencia de la distancia. En conjunto, las seis medidas con fuentes —0,97, 0,81, 0,97, 0,83, 0,81 y 0,78 de la tasa esperada— confirman la tasa baja a más de 4 sigma, con un cociente combinado de 0,817. Esta es la anomalía del galio.
La tasa esperada se basa en una sección eficaz, la probabilidad de que el galio capture un neutrino. Se deduce de la reacción inversa, la desintegración radiactiva del germanio-71 por captura electrónica, cuya semivida (11,465 días) y energía se conocen con precisión. Uno de los pasos de esa deducción trata por separado el electrón y el núcleo: la «factorización». En 2026, Cadeddu y sus colegas sostuvieron en Physical Review Letters que ese paso podía fallar y hacer que la sección eficaz real fuera un 20 % menor. Steven Elliott, del Laboratorio Nacional de Los Álamos, y Hamish Robertson, de la Universidad de Washington, se muestran escépticos: la factorización reproduce las medidas en muchos núcleos con una precisión de alrededor del 1 %, con una excepción conocida, el sodio-22, de alrededor del 10 %. «Un fallo de la factorización del orden del 20 % sería, por tanto, muy sorprendente».
Una fuente que nadie construyó
Así que utilizaron una fuente de neutrinos calibrada con independencia del galio: el Sol. Su producción de neutrinos se mide hoy en la Tierra mediante reacciones fundamentales del modelo estándar: neutrinos que rebotan contra electrones en el detector Borexino y que rompen núcleos de deuterio en SNO. Nada de eso depende de la sección eficaz del galio.
Los autores combinan cinco fuentes solares: la cadena principal protón-protón (pp), más pep, berilio-7, el ciclo CNO y boro-8. Borexino aporta los flujos de berilio-7, pep y CNO, y SNO el flujo de boro-8. El flujo pp se obtiene del brillo del Sol: cada núcleo de helio formado libera dos neutrinos y 26,731 MeV, y alrededor del 2 % de esa energía escapa en forma de neutrinos. Por el camino, los neutrinos cambian de sabor; la probabilidad de que uno llegue siendo todavía un neutrino electrónico se calcula con parámetros de mezcla de Daya Bay y JUNO y con el perfil de densidad de un modelo solar, la única dependencia que queda de los modelos solares. Las secciones eficaces del galio proceden de una nueva evaluación de Haxton y Rule.
Sesenta y siete de sesenta y siete
La predicción para un detector de galio, en unidades de neutrinos solares (capturas por cada 10³⁶ átomos blanco por segundo):
- neutrinos pp: 40,00
- berilio-7: 18,75
- boro-8: 4,17
- CNO: 3,00
- pep: 1,55
- total: 67,5 (+1,4 / −1,1)
SAGE y Gallex/GNO, combinados, midieron 66,1 ± 3,1. El cociente es 0,980 (+0,050 / −0,049).
Cociente entre tasas de captura medidas y esperadas: los seis experimentos con fuentes (negro) y la prueba solar de este trabajo (rojo). La banda azul es el resultado combinado de las fuentes. — Figura 3, Elliott y Robertson (2026), arXiv:2610.22219.
Más del 90 % de esta tasa predicha se basa en secciones eficaces obtenidas de la desintegración del germanio y del «balance detallado» entre una reacción y su inversa, justo la parte que Cadeddu y sus colegas pusieron en duda. Con el Sol como fuente, no hay anomalía.
En otra parte
Dos sospechosos quedan descartados a la vez. La sección eficaz del galio no muestra signos de error, factorización incluida. Y las eficiencias de extracción y recuento de los átomos de germanio en SAGE, Gallex y las tomas de datos solares de BEST resultan correctas; como los procedimientos de los experimentos con fuentes son similares, probablemente también lo sean.
La anomalía en sí se mantiene. El artículo no ofrece una explicación alternativa y termina con una sola frase: «Evidentemente, el origen de la anomalía del galio está en otra parte». Un detalle de contexto: ambos autores firman también los artículos de BEST que confirmaron la anomalía en primer lugar.