01.07 - 19:38

Физики впервые подтвердили регистрацию солнечных нейтрино CNO-цикла


 

Анализ данных детектора Borexino впервые позволил физикам подтвердить обнаружение нейтрино, которые образуются внутри Солнца в ходе CNO-цикла. Регистрация этих частиц является экспериментальным свидетельством протекания ядерных реакций этого типа в недрах звезд, а дальнейшие исследования позволят уточнить химический состав Солнца. О результатах ученые сообщили на виртуальной конференции «Neutrino 2020», их публикация в рецензируемом журнале на данный момент отсутствует.

CNO-цикл — это совокупность ядерных реакций, в ходе которых водород превращается в гелий при участии углерода (C), азота (N) и кислорода (O). Ученые полагают, что этот цикл является одним из основных процессов термоядерного синтеза для массивных звезд главной последовательности, но происходит и в недрах более легких светил — в том числе внутри Солнца.

Поскольку наблюдать внутренности звезды напрямую невозможно, информацию о термоядерных процессах физики получают при помощи косвенных измерений. Источником данных здесь выступают нейтрино — чрезвычайно легкие (энергия покоя оценивается в менее чем 0,12 электронвольт) элементарные частицы, которые, в частности, становятся продуктами реакций CNO-цикла. Особенность нейтрино заключается в том, что они очень слабо взаимодействуют с веществом.

С одной стороны, это упрощает работу ученых — испущенные в недрах светила частицы практически беспрепятственно доходят до наблюдателя и при этом почти не теряют энергию — согласно оценкам, через каждый квадратный сантиметр вблизи поверхности Земли пролетают десятки миллиардов нейтрино в секунду (из них сотни миллионов рождены в CNO-цикле). С другой стороны, существенно усложняется регистрация частиц — из колоссального числа нейтрино лишь малая часть взаимодействует с веществом. Чтобы обнаружить достаточное число событий, необходимо строить массивные детекторы, тщательно изолировать их от шума и продолжать эксперимент вплоть до нескольких лет.

Участники проекта Borexino под руководством Джаокино Рануччи (Gioacchino Ranucci) из Национального института ядерной физики в Италии провели обработку данных нейтринного детектора в период с июля 2016 по февраль 2020 года. Установка оснащена несколькими слоями защиты, каждый из которых отсеивает фоновые частицы космического излучения и земной радиоактивности. В центральной части детектора расположен шар из 280 тонн жидкого сцинтиллятора в нейлоновой оболочке, который окружают 2200 фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

При рассеянии нейтрино на электронах сцинтиллятора возникает излучение, которое ФЭУ регистрируют и преобразуют в выходной сигнал — по его амплитуде можно определить энергию обнаруженной частицы. Установка позволяет ежедневно регистрировать порядка ста событий, однако трудность заключается в том, что детектор улавливает нейтрино сразу от всех возможных процессов — начиная от протон-протонного цикла, который составляет основу термоядерных реакций в Солнце, и заканчивая радиоактивными распадами в земных недрах. Чтобы в распределении событий по энергии выделить нейтрино CNO-цикла, необходимо привлекать теоретические модели и с большой точностью вычислять вклады фоновых реакций в суммарный поток частиц.

Проделав такие вычисления и обработав с их помощью многолетнюю статистику детектора, физики впервые смогли надежно подтвердить регистрацию нейтрино CNO-цикла — по словам авторов, статистическая значимость гипотезы достигла уровня 5σ. Таким образом, ученые получили первое достоверное экспериментальное свидетельство термоядерных реакций этого типа в недрах звезды. Будущие исследования позволят на основе таких данных уточнить содержание углерода, азота и кислорода в составе Солнца и, вероятно, получить дополнительные сведения о физике звезд.

Ранее мы рассказывали о том, как установка Borexino позволила определить долю энергии протон-протонного цикла в Солнце и оценить разогрев Земли от ядерных распадов в мантии планеты. Подробнее об истории нейтринного эксперимента можно узнать в материале «Лаборатория под горой».

Николай Мартыненко

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Three Physical Symptoms of Iron Deficiency Anemia: How to Recognize and Treat Them

Iron deficiency anemia is a common condition that occurs when the body does not have enough iron to produce enough red blood cells
Подробнее »»

Trzy fizyczne objawy niedokrwistości z niedoboru żelaza: jak je rozpoznać i leczyć

Niedokrwistość z niedoboru żelaza to powszechne schorzenie, które występuje, gdy w organizmie brakuje wystarczającej ilości żelaza do wytworzenia odpowiedniej liczby czerwonych krwinek
Подробнее »»

Drei körperliche Symptome einer Eisenmangelanämie: So erkennen und behandeln Sie sie

Eisenmangelanämie ist eine häufige Erkrankung, die auftritt, wenn der Körper nicht genügend Eisen enthält, um genügend rote Blutkörperchen zu produzieren
Подробнее »»

Три физических симптома железодефицитной анемии: как их распознать и лечить

Железодефицитная анемия является распространенным состоянием, возникающим из-за недостаточного количества железа в организме для выработки достаточного количества красных кровяных клеток
Подробнее »»

Три фізичні симптоми залізодефіцитної анемії: як їх розпізнати та лікувати

Залізодефіцитна анемія є поширеним станом, що виникає через недостатню кількість заліза у організмі для вироблення достатньої кількості червоних кров'яних клітин
Подробнее »»

bigmir)net TOP 100 Яндекс.Метрика

При использовании информации в печатном или электронном виде ссылка на www.neboley.com.ua обязательна.
Интернет–издание не несет ответственность за достоверность информации, размещенной в разделах народной медицины. Предупреждаем, прежде чем воспользоваться рецептами нетрадиционной медицины обязательно посоветуйтесь с врачом.
За содержание рекламы ответственность несет рекламодатель.

Электронная почта портала: info@neboley.com.ua