Bendradarbiavimas „Borexino“ aptinka pipirus neutrinus

Pin
Send
Share
Send

Saulės neutrinų fizika per pastarąjį dešimtmetį nutilo. Nors ir sunku juos aptikti, jie pateikia tiesioginį Saulės šerdies zondą. Kai astronomai išmoko juos aptikti ir išsprendė Saulės neutrino problemą, jie sugebėjo patvirtinti supratimą apie pagrindinę branduolinę reakciją, kuri maitina saulę, protono-protono (pp) reakciją. Tačiau dabar astronomai pirmą kartą aptiko kitos, kur kas retesnės branduolinės reakcijos, protono-elektrono-protono (pep), neutrinus.

Bet kuriuo metu keli atskiri sintezės procesai Saulės vandenilį paverčia heliu, sukurdami energiją kaip šalutinį produktą. Pagrindinė reakcija reikalauja deuterio (vandenilio su papildomu neutronu branduolyje) susidarymo, kaip pirmojo įvykių, kurie veda prie stabilios helio, sukūrimo. Paprastai tai įvyksta susiliejus dviem protonams, kurie išmeta pozitroną, neutriną ir fotoną. Tačiau branduoliniai fizikai numatė alternatyvų reikalingo deuterio sukūrimo metodą. Jame protonas ir elektronas susilieja pirmiausia sudarydami neutroną ir neutriną, o po to jie jungiasi su antruoju protonu. Remdamiesi saulės modeliais, jie prognozavo, kad tik 0,23% viso deuterio bus sukurta šio proceso metu. Atsižvelgiant į jau nemandagų neutrinų pobūdį, dėl sumažėjusio gamybos greičio šiuos pipirinius neutrinus dar sunkiau aptikti.

Nors juos gali būti sunku aptikti, pep neutrinus lengva atskirti nuo tų, kuriuos sukuria pp reakcija. Pagrindinis skirtumas yra energija, kurią jie nešioja. Iš pp reakcijos atsirandančių neutrinų energijos diapazonas yra ne didesnis kaip 0,42 MeV, o pipirinių neutrinų energetinė vertė yra labai maža - 1,44 MeV.

Tačiau norėdama išsirinkti šiuos neutrinus, komanda turėjo atidžiai išvalyti signalus iš kosminių spindulių, kurie sukuria muonus, kurie vėliau galėtų sąveikauti su detektoriaus viduje esančia anglimi, generuoti neutriną su panašia energija, kuri galėtų sukelti klaidingą teigiamą rezultatą. Be to, šis procesas taip pat sukurtų laisvą neutroną. Norėdami juos pašalinti, komanda atmetė visus neutrinų signalus, kurie atsirado per trumpą laiką nuo laisvo neutrono aptikimo. Apskritai tai rodo, kad detektorius per dieną gaudavo 4 300 mylių, o tai generuotų 27 neutronus 100 detektorių skysčio ir panašiai 27 klaidingus teigiamus duomenis.

Pašalinę šiuos aptikimus, komanda vis tiek rado neutrinų signalą su atitinkama energija ir panaudojo tai, kad apskaičiuotų, kad bendras peptiidinių neutrinų, tekančių per kiekvieną kvadratinį centimetrą, kiekis yra maždaug 1,6 milijardo per sekundę, kuris, jų teigimu, sutinka su padarytomis prognozėmis. pagal standartinį modelį, naudojamą apibūdinti Saulės vidaus darbus.

Šis atradimas ne tik patvirtina astronomų supratimą apie Saulės energiją skleidžiančius procesus, bet ir apriboja kitą sintezės procesą - CNO ciklą. Manoma, kad šis procesas Saulėje bus nereikšmingas (sukuria tik ~ 2% viso gaminamo helio), tačiau tikimasi, kad jis bus efektyvesnis karštesnėse, masyvesnėse žvaigždėse ir vyraus žvaigždėse, kurių masė bus 50% didesnė nei Saulėje. Geriau supratę šio proceso ribas, astronomai padėtų išsiaiškinti, kaip veikia ir šios žvaigždės.

Pin
Send
Share
Send