Para explicar la formación de los elementos en el universo se necesita información sobre las reacciones de los núcleos atómicos ligeros. Un equipo con participación destacada del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ha investigado ahora una de las reacciones centrales con una precisión sin precedentes: la fusión de un núcleo de hidrógeno, el protón, con el núcleo del isótopo de hidrógeno deuterio. Esta reacción clave de la llamada nucleosíntesis primordial se estudió en el Laboratorio de Astrofísica Nuclear Subterránea (LUNA) del Gran Sasso de Italia, donde la radiación cósmica que interfiere en las mediciones está eficazmente blindada.
Para ello, se bombardeó el núcleo del isótopo de hidrógeno deuterio con un protón. Esto produce helio-3, un isótopo estable del helio, así como un cuanto gamma que puede detectarse con un detector de germanio ultrapuro. Los investigadores estaban especialmente interesados en la denominada sección transversal de la reacción, que proporciona información sobre la probabilidad de que se produzca. Ahora han determinado este parámetro con una precisión sin precedentes.
Los resultados del estudio permiten determinar con precisión la densidad de la materia ordinaria en el espacio, que, según los conocimientos actuales, sólo constituye el cinco por ciento de todo el universo. El 95% restante se atribuye a la materia oscura invisible y a la energía oscura. La densidad de esta materia formada por protones y neutrones, determinada mediante la teoría de la nucleosíntesis primordial, concuerda con los valores obtenidos anteriormente con otros métodos, como la medición de la radiación cósmica de fondo o el análisis de la abundancia de deuterio en ciertas nubes de gas de hidrógeno. El equipo continuará su labor científica durante la próxima década con el proyecto LUNA-MV, en el que se investigarán otras reacciones clave en la nucleosíntesis de elementos pesados.
