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.

подписатьсяОбсудить
00:01 30 сентября 2016

Закат Атлантропы

Как немецкий архитектор хотел спасти белую расу
17:17 30 сентября 2016
00:54 28 сентября 2016
Корабль у Марса (в представлении художника)

Прощай, Земля!

Илон Маск представил план колонизации Марса
15:05 30 сентября 2016
00:01 19 сентября 2016
Готовящаяся к вспышке звезда Эта Киля в центре туманности Гомункул

Яркая смерть

Когда вспышка сверхновой уничтожит жизнь на Земле
Международный инвестиционный форум «Сочи-2016»
На черноморском побережье стартует главное экономическое событие осени
«Главная цель — благополучие людей»
Президент ЦСР Павел Кадочников о новой программе экономического развития России
«Мы переживаем время возможностей»
Глава АИЖК о том, когда ставки по ипотеке упадут ниже 10 процентов
Пенсионный улучшайзинг
Смогут ли россияне накопить себе на пенсию без помощи государства
Шедевр под носом
Самые популярные фотографии Instagram за сентябрь
Ким КардашьянЧто угрожает Кардашьян
Семь самых ярких пранков со знаменитостями
Джентльмен из песочницы
10 ярких поступков детей, поставивших на место знаменитостей и политиков
Рожать нельзя помиловать
Как живет страна, где за аборт можно получить 10 лет тюрьмы
Осенний набор
Все премьеры Парижского автосалона
Париж-2016
Репортаж с Парижского моторшоу: день первый
Великий увозитель
Все, что нужно знать о новом Land Rover Discovery, в 27 фотографиях
Лошади на литры
Самые вместительные машины с моторами мощностью 600 л.с. и больше
Стенка на стенку
Джоконда, покемон и Корлеоне с Чебурашкой — лучшее от уличных художников Москвы
«За годы ожидания мы выдохлись. Живем сейчас где попало»
История покупателей жилья, заселенных в недостроенные дома в Подмосковье
«Мне угрожали, обещали закатать в асфальт»
История валютной ипотечницы, которая прошла оба кризиса и ни о чем не пожалела
Что-то пошло не так
Как выглядят населенные насекомыми города, жизнь без неба и море над головой
Кто купил Америку
Десять человек, которым на самом деле принадлежат земли США