Borexino sadarbība nosaka pep Neutrinos

Pin
Send
Share
Send

Pēdējā desmitgadē saules neitrīno fizika ir nomierinājusies. Kaut arī tos ir grūti noteikt, tie nodrošina vistiešāko Saules kodola zondi. Kad astronomi iemācījās tos atklāt un atrisināja Saules neitrīno problēmu, viņi varēja apstiprināt savu izpratni par galveno kodolreakciju, kas darbina sauli, protonu-protonu (pp) reakciju. Bet tagad astronomi pirmo reizi ir atklājuši citas, daudz retāk sastopamas kodolreakcijas, protonu-elektronu-protonu (pep), neitrīnus.

Jebkurā laikā vairāki atsevišķi saplūšanas procesi pārveido Saules ūdeņradi hēlijā, veidojot enerģiju kā blakusproduktu. Galvenā reakcija prasa deitērija (ūdeņraža ar papildu neitronu kodolā) veidošanos kā pirmo soli notikumu virknē, kas noved pie stabila hēlija veidošanās. Parasti tas notiek, saplūstot diviem protoniem, kas izstumj pozitronu, neitrīno un fotonu. Tomēr kodolfiziķi paredzēja alternatīvu metodi nepieciešamā deitērija izveidošanai. Tajā protons un elektrons vispirms saplūst, veidojot neitronu un neitrīno, un pēc tam viņi savienojas ar otro protonu. Balstoties uz saules enerģijas modeļiem, viņi paredzēja, ka tikai 0,23% no visiem deitērija radīsies šis process. Ņemot vērā neitrīno nejēdzīgo raksturu, samazināts ražošanas ātrums ir padarījis šos pep neitrīnus vēl grūtāk atklāt.

Lai arī tos var būt grūti noteikt, pep neitrīni ir viegli atšķirami no pp reakcijas radītiem. Galvenā atšķirība ir enerģija, ko viņi nes. Neitrinos no pp reakcijas ir enerģijas diapazons līdz maksimāli 0,42 MeV, savukārt pep neitrīnos ir ļoti izvēlēta 1,44 MeV.

Tomēr, lai izvēlētos šos neitrīnus, komandai bija rūpīgi jāiztīra signāli no kosmisko staru triecieniem, kas rada muonus, kas pēc tam varētu mijiedarboties ar oglekli detektora iekšpusē, lai iegūtu neitrīno ar līdzīgu enerģiju, kas varētu radīt viltus pozitīvu rezultātu. Turklāt šis process radītu arī brīvu neitronu. Lai tos novērstu, komanda noraidīja visus neitrīnu signālus, kas īsā laikā parādījās pēc brīva neitrona noteikšanas. Kopumā tas liecināja par to, ka detektors dienā caur to caurlaida 4300 musonus, kas ģenerētu 27 neitronus uz 100 tonnām detektora šķidruma, un līdzīgi 27 kļūdaini pozitīvus rezultātus.

Noņemot šos atklājumus, komanda joprojām atrada neitrīno signālu ar atbilstošu enerģiju un izmantoja to, lai aprēķinātu, ka kopējais pept neitrīno daudzums, kas plūst caur katru kvadrātcentimetru, ir aptuveni 1,6 miljardi sekundē, un, pēc viņu domām, tas saskan ar izteiktajām prognozēm. pēc standarta modeļa, ko izmanto, lai aprakstītu Saules iekšējo darbību.

Papildus tam, ka vēl vairāk tiek apstiprināta astronomu izpratne par procesiem, kas darbina Sauli, šis atradums ierobežo arī citu kodolsintēzes procesu - CNO ciklu. Lai arī tiek sagaidīts, ka šis process saulē būs mazsvarīgs (veidojot tikai ~ 2% no visa saražotā hēlija), sagaidāms, ka tas būs efektīvāks karstākās, masīvākās zvaigznēs un dominēs zvaigznēs ar 50% lielāku masu nekā saule. Labāka šī procesa robežu izpratne palīdzētu astronomiem noskaidrot, kā darbojas arī šīs zvaigznes.

Pin
Send
Share
Send