เป็นครั้งแรกที่สามารถจับนิวตริโนสุริยะของวัฏจักร CNO ได้

เป็นครั้งแรกที่สามารถจับนิวตริโนสุริยะของวัฏจักร CNO ได้
เป็นครั้งแรกที่สามารถจับนิวตริโนสุริยะของวัฏจักร CNO ได้
Anonim

เครื่องตรวจจับนิวตริโนของ Borexino ทำให้สามารถลงทะเบียนนิวตริโนที่เกิดในส่วนลึกของดวงอาทิตย์ในช่วงของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ซึ่งไม่ปกติสำหรับมัน ซึ่งเป็นลักษณะของดาวมวลมาก

ภาพ
ภาพ

การทำงานร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติจำนวนมากรวมถึงตัวแทนของรัสเซียหลายคนกำลังทำงานที่เครื่องตรวจจับนิวตริโน Borexino ของอิตาลี ภารกิจหลักของโครงการนี้ ซึ่งเปิดตัวในปี 2550 คือการตรวจจับนิวตริโนที่เกิดขึ้นระหว่างวัฏจักรโปรตอน-โปรตอน ซึ่งเป็นเส้นทางหลักของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ในระหว่างที่นิวเคลียสของไฮโดรเจนมารวมกันบนดวงอาทิตย์ ฮีเลียมจะก่อตัวขึ้น และประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ของการแผ่รังสีของดาวฤกษ์ ถูกปล่อย.

การค้นพบที่จำเป็นเกิดขึ้นในช่วงต้นปี 2010 และในปี 2020 โครงการได้รับการวางแผนที่จะปิด อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่นี้ ซึ่งความร่วมมือของ Borexino กำลังรายงานในวารสาร Nature มีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การขยายงาน คราวนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถลงทะเบียนสัญญาณจากวัฏจักรนิวตริโน CNO ซึ่งเป็นวิถีทางเลือกสำหรับการหลอมไฮโดรเจน ซึ่งอะตอมของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนมีส่วนร่วม สำหรับดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ วัฏจักร CNO มีบทบาทเล็กน้อย แต่มีบทบาทเหนือกว่าในดาวมวลมาก

ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้ อะตอม "หนัก" C, N และ O มีบทบาทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และนิวตริโนที่มีคุณสมบัติเฉพาะจะเกิดเป็นผลพลอยได้ อนุภาคที่เบาเป็นพิเศษเหล่านี้แทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสาร และแม้ว่าดวงอาทิตย์จะโจมตีอวกาศด้วยกระแสนิวตริโนอย่างต่อเนื่อง เกือบทั้งหมดก็บินผ่านร่างกายของเราและทั่วทั้งโลกอย่างอิสระ

เครื่องตรวจจับนิวตริโนรับเฉพาะเครื่องตรวจจับที่หายากที่สุด โดยบังเอิญชนกับอนุภาคธรรมดาและทำให้เกิดแสงวาบสั้นๆ Borexino ใช้สารเรืองแสงวาบเหลว 300 ตัน เคลือบด้วยสารป้องกันหลายชั้น และดูได้จากโฟโตมัลติพลายเออร์ 2,200 ตัว เหตุการณ์แต่ละเหตุการณ์ช่วยให้คุณค่อยๆ รับสถิติ แยกสัญญาณกับพื้นหลังของสัญญาณรบกวนแบบสุ่มได้ดีขึ้นและดีขึ้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ลงทะเบียนนิวตริโนวัฏจักร CNO แล้ว งานของ Borexino อาจใช้เวลานานกว่าที่วางแผนไว้ในการรวบรวมข้อมูลจำนวนที่ต้องการ

ความจริงก็คือคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของดาวฤกษ์ใดๆ ก็คือความเป็นโลหะ - เนื้อหาขององค์ประกอบที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม ธรรมชาติของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายในและการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับมัน อย่างไรก็ตาม สภาพความเป็นโลหะของดวงอาทิตย์ที่เกิดจากสเปกตรัมของรังสีที่เปล่งออกมาจากพื้นผิวนั้นไม่มีความสัมพันธ์ที่ดีกับข้อมูลความเป็นโลหะของส่วนภายในของดาวฤกษ์ที่ได้รับโดยใช้วิธีการทางอ้อม เช่น ดาราศาสตร์ศาสตร์

อัตราของวัฏจักร CNO บนดวงอาทิตย์สามารถใช้เป็นอีกวิธีหนึ่งในการวัดความเป็นโลหะของภายในดวงอาทิตย์ แต่สิ่งนี้ต้องการการรวบรวมข้อมูลมากขึ้นและลงทะเบียนอนุภาคนิวทริโนที่เข้าใจยากมากขึ้น ดังนั้นตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังวางแผนที่จะขยายงานของโครงการ Borexino จนถึงปี 2564 และอาจถึงปี 2565

ยอดนิยมตามหัวข้อ