Ученые в лаборатории смогли заглянуть в «душу» Солнца

Детектор Borexino
Детектор Borexino

Международный коллектив исследователей, в котором присутствуют и российские ученые, представил результаты своих исследований низкоэнергетических солнечных нейтрино в условиях земной лаборатории. В отличие от поверхности Солнца, излучающего в основном фотоны, центр звезды испускает главным образом нейтрино. За восемь минут эти частицы достигают Земли со скоростью, близкой к световой (вопрос о скорости и массе нейтрино остается открытым).

«Если глаза — зеркало души, то с помощью этих нейтрино мы ищем не только "лицо", но и ядро Солнца. Мы заглянули прямо в "душу" Солнца», — заключил Андрэа Покар (Andrea Pocar), один из участников исследования, опубликованного в журнале Nature.

Основная трудность, которую не могли разрешить ученые, заключалась в том, что солнечных нейтрино, регистрируемых на Земле, оказалось примерно в три раза меньше, чем предсказывает cтандартная модель Солнца. Как считается, это связано с тем, что по пути от Солнца до Земли электронные нейтрино осциллировали в мюонные и таонные нейтрино, а также с эффектом Михеева-Смирнова-Вольфенштейна. Кроме того, нейтрино участвуют только в слабом (и, вероятно, гравитационном) взаимодействии, поэтому их чрезвычайно трудно наблюдать в эксперименте. Ученым удалось существенно продвинуться в экспериментальном доказательстве правильности современных взглядов на природу солнечных нейтрино и подтвердить стандартную модель звезды.

Физики смогли в рамках эксперимента Borexino наблюдать низкоэнергетические нейтрино, образующиеся в центре Солнца. Ученые регистрировали нейтрино, которые образуются в результате взаимодействия двух протонов. В таком процессе кроме низкоэнергетической частицы образуется дейтерий — изотоп водорода. Непосредственно на установке регистрировались следы электрон-нейтринного рассеяния (электрон, как и нейтрино, относится к классу лептонов и поэтому участвует в слабом взаимодействии).

В рамках эксперимента Borexino физики изначально планировали исследовать солнечные нейтрино, образующиеся в результате реакции бериллия-7 с электроном. В результате такого процесса рождаются литий-7 и электронное нейтрино.

Borexino — единственный детектор, который позволяет наблюдать весь спектр нейтрино (электронное, таонное и мюонное) всех энергий. Установка находится в известняковой горе (с низкой естественной радиацией) высотой около 1400 метров в 200 километрах от Рима (Италия) и представляет собой нейлоновую сферу толщиной в сто микрон и радиусом более четырех метров с 200 фотоэлектронными умножителями (ФЭУ). Сферу заполняет 300 тонн тщательно очищенного жидкого сцинтиллятора.

Сцинтиллятор также окружен защитным слоем воды массой около тысячи тонн; на установке дополнительно имеются около 2500 ФЭУ. Одна из основных трудностей, которая стояла перед исследователями, заключалась в устранении фоновых распадов углерода-14 (его период полураспада составляет менее шести тысяч лет). По словам ученых, невысокое содержание такого изотопа в жидком сцинтилляторе установки (использовался бензол из старой нефти) и современные статистические методы обработки результатов измерений позволили устранить влияние фоновых процессов.

В своей работе физики исследовали протон-протонный механизм образования нейтрино. В дальнейшем ученые планируют исследовать нейтрино, образующиеся в результате CNO-цикла, характерного для тяжелых звезд, а также повысить точность своих измерений.

Обсудить
Путешествие в Аль-Бирмингем
Как пролетарская столица Британии превратилась в гнездо джихадистов
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Два года для развода
Сколько времени понадобится Британии, чтобы выйти из ЕС
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Томми Эммануэль«Мысли о славе не дают свободно дышать»
Томми Эммануэль о бизнесе счастья, гитарах и пропаганде
Глубины глубинки
Редкие картины русского авангарда на выставке «До востребования. Часть II»
«Меня не напугать сильной, умной женщиной»
Режиссер «Большой маленькой лжи» Жан-Марк Валле о работе с Кидман и Уизерспун
Колумбийский огонь
Тайные желания Шакиры, страховой полис Depeche Mode и другие новости мира музыки
Тест-драйв быстрейшего «Мерседеса» без крыши
Первый тест родстера Mercedes-AMG GT C, в котором крыша вообще не главное
Необычные многоэтажные автобусы
Самые удивительные двух- (и более) этажные автобусы
Супергрузовики. Часть вторая
7 грузовиков с безграничными возможностями
Лучшие машины для подростков. Американских
Американцы назвали идеальные автомобили для молодых водителей
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше