Ученые долго полагали, что энергия солнца прибывает в основном из сплава протонов в гелий, но теперь они могут наконец доказать его. Международная бригада исследователей, использующих датчик, похороненный глубоко ниже гор центральной Италии, обнаружила neutrinos — призрачные частицы, взаимодействующие только очень неохотно с вопросом — текущий от сердца солнца.
Другие солнечные neutrinos были обнаружены прежде, но эти определенные прибывают из ключевой реакции сплава протонного протона, которая является первой частью цепочки реакций, обеспечивающей 99% энергии солнца.Результаты также показывают, что солнце является удивительно устойчивым источником энергии. Neutrinos занимают только 8 минут для получения от ядра солнца до Земли, таким образом, темп производства нейтрино, что обнаруженная бригада отражает количество тепла солнце, производит сегодня. Это именно так происходит, что это совпадает с суммой энергии, теперь излучаемой от поверхности солнца, даже при том, что те фотоны заняли 100 000 лет для прокладывания себе путь от ядра до поверхности.
Следовательно, энергетическая продуктивность солнца не изменилась за 100 тысячелетий. “Это – прямое доказательство стабильности солнца за прошлые 100 000 лет или так”, говорит член команды Андреа Покар из Массачусетского университета, Амхерст.Ядро солнца является пламенной печью, столь горячей и плотной, что протоны — ядра водорода, главной составляющей солнца — хлопают вместе с такой силой, которую они плавят, производя ядро дейтерия (тяжелый водород, сделанный из протона и нейтрона) плюс позитрон и нейтрино. Это – начало целой последовательности реакций: Протоны сталкиваются с дейтерием для производства гелия 3; объединение гелия-3s для предоставления гелия 4 плюс протоны; другие реакции производят литий, бериллий и бор.
Многие из этих реакций производят neutrinos, но подавляющее большинство потока нейтрино от солнца производится оригинальным протонным протоном, или стр, реакцией. “Реакция стр является самым основным процессом. Все, что продолжается в основах солнца от него”, говорит Стив Биллер из Оксфордского университета и британский представитель SNO + датчик нейтрино в процессе строительства в Канаде, кто не был вовлечен в новую работу.Исследователи обнаруживали neutrinos с 1960-х.
Первоначально, дефицит двух третей в проценте раскрытых преступлений перепутал результаты. Оказалось, что neutrinos мог преобразовать от одного типа до другого, когда они летят через пространство, но датчики были чувствительны к только одному из трех типов. Как только эта “проблема нейтрино” была решена, обсерватории нейтрино продолжали обнаруживать neutrinos от почти всех предсказанных реакций на солнце — но не реакции стр.
Что делает реакцию стр, трудно то, что neutrinos имеют очень низкую энергию, которая является о том же как энергия различных радиоактивных распадов, происходящих на Земле, упрощающей для земного датчика перепутать порчу с событием нейтрино. “Обнаружение neutrinos этого вида является почти невозможной вещью сделать. Вам нужны очень низкие фоновые уровни и большое терпение”, говорит Биллер.Датчик Борексино в Бабушке Сэссо Национальная Лаборатория, на 1 400 метров ниже итальянских Апеннин, составлен из сферического прозрачного судна, заполненного 300 тоннами очень чистого псевдокумола, подобной бензолу жидкости.
Neutrinos проходят легко через вышележащую породу, но иногда каждый будет поражать ядро в этой жидкости «сцинтиллятора», производя вспышку света, обнаруженного множеством датчиков, помещенных все вокруг сферы. Такие датчики всегда располагаются глубокий метрополитен, для защиты их от космических лучей, и окружены буферными слоями жидкостей для отражения радиоактивных распадов в камнях.
Несмотря на эти усилия, для обнаружения стр neutrinos сотрудничество Борексино должен был пройти особенно долгую кампанию очистки для сокращения уровней радиоактивных загрязняющих веществ в жидкости сцинтиллятора — особенно криптон 85, побочный продукт ядерного испытания и переработки, теперь проникающей в атмосферу и производящей порчу, сигнализирует очень похожий на это от прибытия нейтрино стр. “Любая крошечная воздушная утечка и криптон 85 проникнут внутрь”, говорит Покэр. Исследователи, Биллер говорит, “действительно выдвинул лезвие, достигнув смехотворно низких уровней радиоактивного загрязнения”.
Там следовал за полутора годами сбора данных и год анализа, “чтобы показать, что это не был фон или результат датчика”, говорит Покэр. После кропотливого удаления многократных источников фоновых сигналов бригаду оставили с потоком нейтрино 66 миллиардов за квадратный сантиметр в секунду, близко к стандартному солнечному предсказанию модели 60 миллиардов, они сообщают онлайн сегодня по своей природе.
“Они сделали звездную работу в выполнении этого — невероятно впечатляющий”, говорит Биллер. “Они отгибают отделения для получения до магистрали главного процесса”.