Ученые впервые зафиксировали солнечное нейтрино

Международная команда, состоящая из физиков с разных стран мира, совершили прорыв, который предоставит возможность решить одну из самых важных загадок Солнца. Ученые смогли зафиксировать редкие нейтрино нашего светила. Такие компоненты образовываются как следствие одного из вида термоядерной реакции, что сопровождается трансформацией водорода в гелий. Детектору Borexino, который расположен в итальянской национальной лаборатории Гран-Сассо, удалось обнаружить эти уникальные частицы. Результаты работы были представлены на онлайн-конференции Neutrino 220.

 

По мнению ученых обнаруженное солнечное нейтрино предоставит возможность разгадать загадку, которая представлена металличностью нашего светила. Согласно с фундаментальной теорией, такие компоненты возникают впоследствии CNO- и протон-протонного цикла. Во второй ситуации 4 протона водорода соединяются, что приводит к образованию гелия. Физики считают, что такой цикл сопровождает практически 99% энергии, которая выделяется звездой. Первый сценарий характерен для сверхмассивных светил. В таких термоядерных процессах принимают участие кислород, азот и углерод.

 

До недавнего времени исследователям удавалось исключительно определять солнечное нейтрино, которое появляется вследствие протон-протонных циклов. Компоненты, образованные при CNO-цикле, оставались неуловимыми для человечества. Но все изменилось совсем недавно благодаря детектору Borexino. Эта установка представлена стальной сферой, которая заполнено 280 тоннами сцинтиллятора в жидком состоянии. Такое вещество может излучать световые потоки в результате столкновения с элементами. 

 

Световые вспышки улавливаются с помощью нескольких тысяч фотоумножителей. Они установлены внутри сферы, что позволяет регистрировать пару десятков моментов контакта жидкого сцинтиллятора с нейтрино. Такие незначительные результаты фиксируются несмотря на то, что ежесекундно через 1 см2 проходит больше, чем 10 000 000 000 нейтрино. Ученые предполагают, что по уровню интенсивности потока этих компонентов, а также по энергии возможно определить, какая термоядерная реакция стала источником их образования. Единственная проблема была – определить и разделить нейтрино, которые образовались в разных циклах CNO или с изотопами висмута.

 

Для исправления такой ситуации, физики приняли решение установить внутри теплоизолирующие мониторы, которые могут предотвратить внутри сферы конвекцию жидкости. Процесс наблюдения занял несколько лет, но в результате ученые смогли произвести отделение разных видов нейтринных сигналов с учетом принадлежности их источника. Благодаря такому эксперименту физики определили, что каждую секунду проходит приблизительно семьсот миллионов нейтрино, которые относятся к CNO-циклам, через один квадратный сантиметр земной поверхности.

Обнаружение солнечных нейтрино в Borexino – существенный шаг в понимании металличности нашего светила. С помощью этого явления ученые смогут определить состав компонентов, которые по своей массе тяжелее, чем гелий.

Популярные материалы