Borexino sodelovanje zazna pep nevtrine

Pin
Send
Share
Send

V zadnjem desetletju se je sončna nevtrinska fizika umirila. Čeprav jih je težko zaznati, zagotavljajo najbolj neposredno sondo sončnega jedra. Ko so se astronomi naučili, da jih zaznajo in rešili problem sončnega nevtrina, so lahko potrdili svoje razumevanje glavne jedrske reakcije, ki napaja sonce, proton-protonske (pp) reakcije. Toda zdaj so astronomi prvič zaznali nevtrine druge, precej redkejše jedrske reakcije, reakcije proton-elektron-protona (pep).

V vsakem trenutku več ločenih postopkov fuzije pretvori Sončev vodik v helij in tako ustvari energijo kot stranski produkt. Glavna reakcija zahteva tvorbo devterija (vodika z dodatnim nevtronom v jedru) kot prvega koraka v nizu dogodkov, ki vodi do nastanka stabilnega helija. To se običajno zgodi z zlitjem dveh protonov, ki izloča pozitrona, nevtrino in fotona. Vendar so jedrski fiziki napovedovali alternativno metodo ustvarjanja potrebnega devterija. V njej se protonski in elektroni najprej zlijejo, tvorijo nevtro in nevtrino, nato pa se združijo z drugim protonom. Na podlagi solarnih modelov so predvidevali, da bo s tem postopkom nastalo le 0,23% vsega Deuteriuma. Glede na že nedostopno vrsto nevtrinov je zaradi zmanjšane stopnje proizvodnje te nevtrine pep-a še težje zaznati.

Čeprav jih je težko zaznati, se pep nevtrini zlahka ločijo od tistih, ki jih ustvari pp reakcija. Ključna razlika je energija, ki jo nosijo. Nevtrini iz pp reakcije imajo razpon energije do največ 0,42 MeV, medtem ko pep nevtrini nosijo zelo izbranih 1,44 MeV.

Vendar pa je morala ekipa izbrati nevtrine, ki so skrbno očistili podatke signalov iz kozmičnih žarkov, ki ustvarjajo muone, ki bi nato lahko v notranjosti detektorja komunicirali z ogljikom, da bi ustvarili nevtrino s podobno energijo, ki bi lahko ustvaril lažni pozitiv. Poleg tega bi ta postopek ustvaril tudi prosti nevron. Da bi jih odpravili, je ekipa zavrnila vse signale nevtrinov, ki so se pojavili v kratkem času od odkritja prostega nevtrona. Na splošno je to kazalo, da je detektor dnevno prejel 4.300 mionov, kar bi ustvarilo 27 nevtronov na 100 ton detekcijske tekočine in podobno 27 napačnih pozitiv.

Ko so odstranili te zaznave, je ekipa še vedno našla signal nevtrinov z ustrezno energijo in to uporabila za oceno skupne količine nevtrinov pep, ki teče skozi vsak kvadratni centimeter, na približno 1,6 milijarde v sekundi, kar ugotavljajo, da je v skladu s predvidenimi napovedmi po standardnem modelu, ki se uporablja za opisovanje notranjega dela Sonca.

Poleg tega, da astronomi še dodatno potrjujejo razumevanje procesov, ki napajajo Sonce, tudi ta ugotovitev postavlja omejitve pri drugem procesu zlivanja, CNO Cyclu. Medtem ko naj bi bil ta postopek na Soncu manjši (saj znaša le 2% vsega proizvedenega helija), naj bi bil bolj učinkovit v bolj vročih, bolj masivnih zvezdah in prevladoval v zvezdah s 50% večjo maso kot Sonce. Boljše razumevanje meja tega procesa bi astronomom pomagalo razjasniti, kako delujejo te zvezde.

Pin
Send
Share
Send