【中微子指出，以罕見的恆星融合】

明道

【中微子指出，以罕見的恆星融合】

 

borexino看到太陽PEP反應

在意大利中部山區捕捉中微子提供了參與轉換太陽內部的氫氦核反應的第一個直接證據。

Borexino合作，未來希望誘捕聚變反應比我們自己更重的恆星在發生尚未看不見的中微子觀測。

太陽的熱量，最重要的是在聚變反應產生的，被稱為“質子 - 質子循環”的形式。

這涉及到兩個氫原子核（質子）形成重氫，融合，形成氦-3，然後第三個氫原子核的融合，通過各種途徑，創造極其穩定的氦4。

物理學家可以了解這個週期攔截chargeless，幾乎無質量的粒子被稱為在許多成分反應產生的中微子。

事實上，通過測量這些粒子通量，他們可以學習不只是太陽的結構和動態，但也中微子本身的屬性。

然而，到今天為止，大部分的中微子探測器已敏感到最高能量太陽中微子 - 約5-18兆電子伏之間有能量。

然而，絕大多數的太陽中微子有低於5兆電子伏的能量，Borexino始建專門研究這些粒子。

檢測要求

檢測任何一種中微子是困難的，因為與所有其他種類的物質粒子相互作用非常弱。

但捕獲來自太陽的低能中微子特別是要求作為天然放射性進程在地球上產生粒子與能量高達約3兆電子伏，因此可以掩蓋的低能量中微子的相互作用。

像其他的中微子實驗，Borexino位於地下深處，不受任何干涉，以保護它從宇宙射線，被安置在意大利國家核物理研究所格蘭薩索實驗室。

像其他的實驗，它包含了大量的檢測材料的質量，在這種情況下約280噸的液體閃爍，產生閃光時關閉它裡面的電子中微子分散。

然而，除了設置實驗，是用來創建它的材料，如閃爍體本身和不銹鋼球體，持有的閃爍，極端的純度 - 最多減少到10或11的每一個內部的放射性水平數量級。

在Borexino合作2007-2010年，從意大利，美國，德國，法國和俄羅斯物理學家，收集的數據，已經確定了從轉換成鋰，鈹7太陽中微子。

有非常明確的0.86兆電子伏的能量，這些中微子的檢出率在約50天的閃爍，每100噸。

在最新的分析，它採用2008年1月以來獲得的數據，研究人員觀察更為罕見的事件 - 1.44兆電子伏，是由兩個質子和一個電子“打氣”反應的融合生成一個精確的能量太陽中微子的檢測。

使用一個新的數據分析技術，來掩蓋從碳11的原子核的干擾，從而使實驗的一些宇宙射線粒子產生的，研究人員發現，平均而言，PEP中微子碰撞100噸探測器材料的3.1倍一天。

第一個直接證據

據Borexino發言人Gianpaolo貝里尼，這PEP反應在太陽的地方是第一個直接證據，他說，觀察通量以及與天體物理學家的“標準太陽模型”的預測相符。

但他指出，將需要進一步的數據，以充分利用Borexino作為一個中微子“振盪”探針的潛力。

從過去幾十年的許多不同的實驗結果表明，中微子振盪到另一個從一個類（電子，μ介子和tau蛋白），他們通過太空旅行，但物理學家想確切地知道如何對這些振盪的強度與中微子能量變化。

其他實驗表明，理論預測同意與數據，以及在更高的能量，而Borexino的鈹7的結果顯示，在最低能量，也有一個不錯的選擇。

但是，貝利尼說，將有更多的PEP中微子在中間的能量，以收集足夠的數據進行檢測。

事實上，Borexino研究人員目前正在檢修他們的探測器，以減少放射性水平進一步則希望開始在三月或四月的數據以三個年。

從一套完全不同的聚變反應，被認為是推動大質量恆星，也提供了太陽內部的氦氣的一小部分，這些新的數據可能也證實了中微子的存在 - “碳，氮氧循環”（海軍作戰部長） ，它通過形成三個較重的元素融合成氦氫。

這些中微子Borexino的探測器原子核相互作用1相似率的PEP中微子，但他們1少，獨特的能量頻譜，使得它更難來告訴從背景他們除了，雖然最新的分析沒有發生1新的嚴格在其上部的限制通量。

貝利尼說，檢測的CNO中微子可能還解決了“金屬性難題”關於太陽大氣的組成。

科學家們已經創造了一個同意以及與光譜數據，並預測少約30-40％的碳，氮，氧，氖和氬氣對太陽表面比另一種選擇，那麼複雜，1D模型對大氣的三維模型。

但它是後者的模式，是與日震學數據更加一致 - 通過它傳播的壓力波研究太陽內部通過。

根據貝利尼，CNO的中微子觀測應解決的問題，因為他們的預測通量是太陽大氣中的各種元素的豐度相當敏感。

在“物理評論快報”的工作描述。

關於作者

埃德溫·Cartlidge是總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/feb/09/neutrinos-point-to-rare-stellar-fusion