Borexino Colaborare detectează pep Neutrinos

Pin
Send
Share
Send

Fizica neutrinelor solare sa redus în ultimul deceniu. Deși dificil de detectat, acestea oferă cea mai directă sondă a miezului solar. Odată ce astronomii au aflat să-i detecteze și să rezolve problema neutrino-ului solar, au putut să-și confirme înțelegerea reacției nucleare principale care alimentează soarele, reacția proton-proton (pp). Însă acum, astronomii au detectat pentru prima oară neutrinii unei alte reacții nucleare, mult mai rare, reacția proton-electron-proton (pep).

În orice moment, mai multe procese separate de fuziune transformă hidrogenul Soarelui în heliu, creând energie ca produs secundar. Reacția principală necesită formarea deuteriu (hidrogen cu un neutron suplimentar în nucleu) ca prim pas într-o serie de evenimente care duce la crearea unui heliu stabil. Acest lucru are loc de obicei prin fuziunea a doi protoni care ejectează un pozitron, un neutrin și un foton. Cu toate acestea, fizicienii nucleari au prezis o metodă alternativă de creare a deuteriei necesare. În ea, un proton și un electron se fuzionează mai întâi, formând un neutron și un neutrin și apoi se unesc cu un al doilea proton. Pe baza modelelor solare, ei au prezis că doar 0,23% din totalul Deuteriu va fi creat prin acest proces. Având în vedere natura deja evazivă a neutrinilor, rata de producție diminuată a făcut ca acești neutrini să fie și mai dificil de detectat.

Deși pot fi greu de detectat, neutrinii pep se disting ușor de cei creați prin reacția pp. Diferența cheie este energia pe care o transportă. Neutrinii din reacția pp au o gamă de energie de până la maximum 0,42 MeV, în timp ce neutrinii pep poartă un foarte select 1,44 MeV.

Cu toate acestea, pentru a alege acești neutrini, echipa a trebuit să curețe cu atenție datele semnalelor de la loviturile de raze cosmice care creează muoni care ar putea interacționa cu carbon în interiorul detectorului pentru a genera un neutrin cu energie similară care ar putea crea o falsă pozitivă. În plus, acest proces ar crea, de asemenea, un neutron gratuit. Pentru a elimina aceștia, echipa a respins toate semnalele de neutrini care au apărut într-un timp scurt de la o detectare a unui neutron liber. În general, acest lucru a indicat faptul că detectorul a primit 4.300 de mii care îi trec pe zi, ceea ce ar genera 27 de neutroni la 100 tone de lichid detector și, în mod similar, 27 de pozitive false.

Înlăturarea acestor detectări, echipa a găsit încă un semnal de neutrini cu energia corespunzătoare și a utilizat acest lucru pentru a estima că cantitatea totală de neutroși de pește care curge prin fiecare centimetru pătrat este de aproximativ 1,6 miliarde pe secundă, ceea ce observă că este de acord cu previziunile făcute. după modelul standard utilizat pentru a descrie funcționările interioare ale Soarelui.

În afară de confirmarea suplimentară a astronomilor despre procesele care alimentează Soarele, această constatare pune și restricții la un alt proces de fuziune, Ciclul CNO. În timp ce acest proces este de așteptat să fie minor la Soare (ceea ce face doar ~ 2% din totalul de heliu produs), este de așteptat să fie mai eficient în stele mai calde, mai masive și să domine în stele cu 50% mai multă masă decât Soarele. O mai bună înțelegere a limitelor acestui proces îi va ajuta pe astronomi să clarifice modul în care acționează aceste stele.

Pin
Send
Share
Send