05:17 11 Lipiec 2020
Nauka I tech
Krótki link
0 80
Subskrybuj nas na

Międzynarodowa grupa fizyków po raz pierwszy odkryła rzadkie neutrina słoneczne, które powstają w wyniku jednej z odmian termojądrowych reakcji konwersji wodoru w hel.

Cząstki uchwycone przez detektor Borexino w Narodowym Laboratorium Gran Sasso (Włochy) powinny pomóc rozwiązać zagadkę metaliczności Słońca. Naukowcy zaprezentowali swoje odkrycia na wirtualnej konferencji Neutrino 220.

Zgodnie z teorią neutrina słoneczne powinny powstać w wyniku cyklu proton-protonowego cyklu i cyklu CNO. W pierwszym przypadku cztery protony wodoru łączą się, tworząc hel, a cykl ten odpowiada za prawie całą energię uwalnianą przez Słońce (ponad 99 procent). W drugim scenariuszu, w którym dominują bardzo masywne gwiazdy, jądra atomów węgla, azotu i tlenu uczestniczą w reakcji termojądrowej. Do tej pory fizycy znaleźli tylko te neutrina, które powstają jako produkt uboczny cyklu proton-protonowego, podczas gdy inne pozostały nieuchwytne.

Neutrina z cyklu CNO ustalono za pomocą aparatu reprezentującego stalową sferę wypełnioną 280 tonami scyntylatora płynnego, to znaczy substancji zdolnej do emitowania światła w zderzeniu z cząsteczkami. Błyski światła rejestrują kilka tysięcy fotopowielaczy zamontowanych na wewnętrznej powierzchni kuli. Chociaż dziesiątki miliardów neutrin przechodzą przez centymetr kwadratowy co sekundę, w sferze rejestruje się codziennie tylko kilkadziesiąt zdarzeń interakcji neutrin z cieczą.

Intensywność strumienia neutrin i ich energia mogą determinować reakcję jądrową, która je wytworzyła. Głównym problemem było odróżnienie neutrin powstających w cyklu CNO od cząstek generowanych przez śladowe ilości izotopów bizmutu-210, które rozkładają się, tworząc polon-210. Z kolei bizmut występuje podczas rozpadu izotopów ołowiu zawartych na wewnętrznej powierzchni naczynia.

Polon przenikał do cieczy i rozprzestrzeniał się w niej z powodu mieszania termicznego, co utrudniało ilościowe określenie udziału bizmutu w sygnale neutrin. Naukowcy zainstalowali specjalne ekrany termoizolacyjne, aby zapobiec konwekcji scyntylatora wewnątrz sfery i monitorowali stabilizację płynów przez kilka lat. Dopiero potem można było oddzielić od siebie sygnały neutrin, których źródłem były zarówno bizmut, jak i cykl CNO.

Wyniki eksperymentu wykazały, że 700 milionów neutrin z cyklu CNO przepływa co sekundę przez centymetr kwadratowy powierzchni Ziemi. Odkrycie tych neutrin pomoże naukowcom dokładnie określić metaliczność powierzchni Słońca, to znaczy zawartość pierwiastków cięższych niż hel. Wartości uzyskane w poprzednich badaniach różnią się aż o 28 procent.

Zobacz również:

Dokąd powędruje ludzkość, kiedy zgaśnie Słońce
Odkryto asteroidy „z innej planety” przechwycone przez Słońce
Tagi:
odkrycie, nauka, Słońce
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz