Detektor neutrin wykrywa nowy typ „cząstek-duchów” emanujących ze Słońca

Gigantyczny podziemny detektor neutrin o nazwie Borexino z siedzibą we Włoszech wykrył zupełnie nowy typ neutrina emanującego ze słońca. Odkryte neutrina potwierdziły hipotezę sprzed 90 lat.

Nieuchwytne neutrina i stara teoria

Zatem neutrina to ultralekkie cząsteczki powstające w wyniku reakcji jądrowych (konwersja wodoru do helu) i większość wcześniej odkrytych cząstek na Ziemi została wyprodukowana przez nas ty słońce.

Jednak już w 1930 roku wysunięto teorię, zgodnie z którą Słońce powinno produkować neutrina zupełnie innego typu w przebiegu reakcji z udziałem tlenu, azotu i węgla - są to neutrina tego typu CNO.

I dopiero teraz detektor Borexino był w stanie potwierdzić teoretyczne założenie.

Dlaczego to odkrycie jest ważne?

Oczywiście reakcja typu CNO stanowi znikomą część energii słonecznej, ale zgodnie z założeniami w znacznie masywniejszych gwiazdach to właśnie ta reakcja jest głównym napędem termojądrowym synteza.

To eksperymentalne wykrywanie neutrin CNO umożliwia złożenie łamigłówki cyklu syntezy słonecznej w jeden obraz.

Według głównego badacza w Borexino F. Kalaprisa, czyli faktyczne wykrycie nowego typu neutrina wytwarzanego przez nasze Słońce, stanowi tylko jeden procent całości. Sugeruje to, że naukowcy poprawnie rozumieją, jak ogólnie działają gwiazdy.

Jak odkryto nowy typ neutrina

Znalezienie nowego typu neutrina okazało się dość trudnym zadaniem. A wszystko dlatego, że nawet zwykłe neutrino, które dosłownie bombarduje każdy centymetr kwadratowy około 65 miliardów „pocisków” na sekundę, z którymi rzadko wchodzą w interakcje substancja.

A większość po prostu przenika przez nas i naszą planetę.

To właśnie do rejestracji tak rzadkich zderzeń neutrin z atomami materii stworzono specjalne detektory, w których wykorzystywane są ogromne ilości cieczy lub gazu detekcyjnego.

Tak więc w trakcie zderzenia neutrin z atomami następuje błysk światła, który jest rejestrowany przez specjalnie dostrojone detektory.

Ale jak się okazało, sygnały neutrin typu CNO są jeszcze trudniejsze do wykrycia. Rzeczywiście, sygnatury typu CNO bardzo przypominają sygnatury tła emitowane przez sam detektor.

Aby rozwiązać ten problem, upłynęły lata, podczas których inżynierowie dostosowywali temperaturę instalacji do maksymalne spowolnienie cieczy wewnątrz detektora i skupienie się na sygnałach dochodzących z samego środka detektora, a nie z jego krawędzie.

I dopiero w lutym 2020 roku sygnał został ostatecznie zarejestrowany. Od tego czasu naukowcy dodatkowo zwiększyli czułość centralnej części detektora, co pozwoli znacznie częściej rejestrować tak rzadkie interakcje.

Praca ta ma przede wszystkim na celu pogłębienie zrozumienia procesów zachodzących w gwiazdach i zrozumienie, czym są „metaliczne” gwiazdy, w tym nasze Słońce.

Jeśli podobał Ci się materiał, unieś kciuki do góry i zapisz się. Dziękuję za uwagę!