За първи път учени са открили неутрино
В проучване, оповестено в списание Nature, учени оповестяват, че са създали първото разкриване на съвсем ефирните частици, наречени неутрино, които могат да бъдат проследени до синтез на въглерод-азот-кислород, прочут като цикъла на CNO, вътре в Слънцето.
Това е удивително изобретение, което удостоверява теоретичните прогнози още от 30-те години на предишния век и е приветствано като едно от най-големите открития във физиката през новото хилядолетие.
„ Това в действителност е пробив за слънчевата и звездна физика “, сподели Джоакино Ранучи от Италианския народен институт за нуклеарна физика (INFN), един от откривателите на плана от началото му през 1990 година
Учените са употребявали ултра-чувствителния детектор Borexino в лабораторията по физика на частиците на INFN в Гран Сасо в Централна Италия – най-големият под земята проучвателен център в света, надълбоко под Апенините, на към 100 км североизточно от Рим.
Откритието е венец на десетилетия проучване на слънчевите неутрино от плана Borexino и разкрива за първи път главната нуклеарна реакция, която множеството звезди употребяват за обединение на водород в хелий.
Почти всички звезди, в това число нашето Слънце, отделят големи количества сила посредством вливане на водород в хелий – ефикасен метод за „ изгаряне “ на водорода, най-простият и най-разпространеният детайл и главен източник на гориво във Вселената.
В случая на Слънцето, 99 % от силата му идва от синтез на протон-протон, който може да сътвори берилий, литий и бор, преди да ги разпадне в хелий.
Но множеството звезди във Вселената са доста по-големи от нашето Слънце: аленият колос Бетелгейзе да вземем за пример, е към 20 пъти по-масивен и към 700 пъти по-широк.
Големите звезди също са доста по-горещи, което значи, че те се зареждат преобладаващо от синтез на CNO, който слива водорода в хелий чрез атомни ядра, трансформирани в безкрайна верига сред въглерод, азот и О2.
Цикълът на CNO е преобладаващият източник на сила във Вселената. Но е мъчно да се забележи в нашето релативно хладно слънце, където той съставлява единствено 1 % от силата му.
Гигантският детектор Borexino търси неутрино, отделени по време на нуклеарен синтез в ядрото на Слънцето. Неутрино съвсем не взаимодействат с нищо и по тази причина са идеални за проучване на отдалечени нуклеарни реакции – само че също по този начин са извънредно сложни за разкриване.
Трилиони неутрино от слънцето минават през детектора Borexino всяка секунда, само че той открива единствено няколко десетки от тях всеки ден, като търси слаби светкавични проблясъци, до момента в който се разлагат в тъмния му 300-тонен воден контейнер.
Ранучи споделя, че детекторът Борексино е прекарал десетилетия в премерване на неутрино от основната протонно-протонна верижна реакция на Слънцето, само че откриването на неговите CNO неутрино е било доста мъчно – единствено към седем неутрино с контролната сила на цикъла на CNO се виждат за един ден.
„ Откритието изискваше да се направи детекторът все по-чувствителен през последните пет години “, изяснява той, „ като в това време го отбрани от външни източници на радиоактивност, тъй че вътрешната камера на детектора да е най-без радиационното място на Земята “.
Резултатът е единственият директен симптом на синтез на CNO.
„ Това е първото доказателство, че цикълът на CNO работи и при Слънцето и при звездите “, сподели Ранучи.
Габриел Ореби Ган, физик на обикновените частици от Калифорнийския университет в Бъркли, назова откритието „ базисно “. „ Това изобретение ни води стъпка по-близо до разбирането на състава на ядрото на Слънцето и образуването на тежки звезди “, споделя тя. Ореби Ган е създател на научна публикация в Nature за новото проучване, само че тя не е взела участие в проучването.
Неутриното се създава по натурален път в нуклеарни реакции и минава през множеството субстанции без резултат, тъй че те могат да бъдат употребявани за сондиране на другояче недостъпни райони на Вселената, споделя тя.
Поради това няколко детектора на неутрино следят в мрачевина мимолетното им наличие по света, в това число обсерваторията IceCube на Южния полюс и детекторът Super-Kamiokande в Япония. Предполага се, че неутрино от Големия гърмеж може да изясни загадъчната „ тъмна материя “ на Вселената – големи невидими ореоли към звезди и галактики, които съставляват към една четвърт от нейната маса.
Ореби Ган сподели, че асиметрията сред неутрино и техните анти частици също може да изясни господството на антиматерия в нашата Вселена над естествената материя.
