Kerjasama Borexino Mengesan Neutrinos pep

Pin
Send
Share
Send

Fizik neutrino suria telah reda sejak sedekad yang lalu. Walaupun sukar dikesan, mereka memberikan probe paling langsung dari teras Solar. Setelah ahli astronomi belajar untuk mengesannya dan menyelesaikan masalah neutrino Suria, mereka dapat mengesahkan pemahaman mereka mengenai reaksi nuklear utama yang memberi kuasa kepada matahari, reaksi proton-proton (pp). Tetapi sekarang, para astronom pertama kalinya, mengesan neutrino reaksi nuklear lain yang jauh lebih jarang, iaitu reaksi proton-elektron-proton (pep).

Pada masa tertentu, beberapa proses peleburan yang terpisah mengubah hidrogen Matahari menjadi helium, menjadikan tenaga sebagai produk sampingan. Reaksi utama memerlukan pembentukan deuterium (hidrogen dengan neutron tambahan dalam nukleus) sebagai langkah pertama dalam siri peristiwa yang membawa kepada penciptaan helium yang stabil. Ini biasanya berlaku dengan penyatuan dua proton yang mengeluarkan positron, neutrino, dan foton. Walau bagaimanapun, ahli fizik nuklear meramalkan kaedah alternatif untuk membuat deuterium yang diperlukan. Di dalamnya, proton dan elektron menyatu pertama, membentuk neutron dan neutrino, dan kemudian mereka bergabung dengan proton kedua. Berdasarkan model suria, mereka meramalkan bahawa hanya 0.23% dari semua Deuterium akan dibuat melalui proses ini. Memandangkan sifat neutrino yang sudah sukar difahami, kadar pengeluaran yang berkurang menjadikan neutrino pep ini semakin sukar dikesan.

Walaupun mungkin sukar dikesan, neutrino pep mudah dibezakan daripada yang dibuat oleh reaksi pp. Perbezaan utama adalah tenaga yang mereka bawa. Neutrinos dari reaksi pp mempunyai jangkauan tenaga hingga maksimum 0,42 MeV, sementara neutrino pep membawa 1,44 MeV yang sangat terpilih.

Namun, untuk memilih neutrino ini, pasukan harus membersihkan data isyarat dengan berhati-hati dari serangan sinar kosmik yang membuat muon yang kemudian dapat berinteraksi dengan karbon di dalam pengesan untuk menghasilkan neutrino dengan tenaga yang serupa yang mungkin menimbulkan positif palsu. Selain itu, proses ini juga akan menghasilkan neutron bebas. Untuk menghilangkannya, pasukan menolak semua isyarat neutrino yang berlaku dalam jangka masa yang pendek dari pengesanan neutron bebas. Secara keseluruhan, ini menunjukkan bahawa pengesan menerima 4,300 muon yang melewatinya setiap hari, yang akan menghasilkan 27 neutron per 100ton cecair pengesan, dan juga, 27 positif positif.

Mengeluarkan pengesanan ini, pasukan masih menemui isyarat neutrino dengan tenaga yang sesuai dan menggunakannya untuk menganggarkan jumlah neutrino pep yang mengalir di setiap sentimeter persegi menjadi kira-kira 1.6 bilion, sesaat, yang mereka perhatikan sesuai dengan ramalan yang dibuat oleh model standard yang digunakan untuk menggambarkan kerja dalaman Matahari.

Selain mengesahkan pemahaman ahli astronomi mengenai proses yang memberi kuasa kepada Matahari, penemuan ini juga meletakkan kekangan pada proses pelakuran lain, Kitaran CNO. Walaupun proses ini dijangka kecil di Matahari (hanya menghasilkan ~ 2% daripada semua helium yang dihasilkan), proses ini diharapkan lebih efisien pada bintang yang lebih panas, lebih besar dan mendominasi bintang dengan jisim 50% lebih banyak daripada Matahari. Memahami had proses ini dengan lebih baik akan membantu para astronom menjelaskan bagaimana bintang-bintang itu berfungsi juga.

Pin
Send
Share
Send