Международная научная коллаборация Borexino, в состав которой входят специалисты Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, представила результаты многолетнего исследования солнечных нейтрино. Наблюдения продолжались около десяти лет и позволили подтвердить ключевые положения Стандартной солнечной модели, а также уточнить данные о процессах термоядерного синтеза внутри Солнца. Научная статья с итогами работы опубликована в журнале Nature.
Согласно современным представлениям, основная часть энергии Солнца образуется в результате протон-протонного цикла. В ходе этой цепочки термоядерных реакций ядра водорода постепенно превращаются в гелий. Этот процесс сопровождается выделением огромного количества энергии, а также появлением различных частиц и электромагнитного излучения.
Особое значение для изучения этих процессов имеют нейтрино. Эти элементарные частицы практически не взаимодействуют с веществом и способны свободно проходить через плотные среды и магнитные поля. Благодаря такой особенности они достигают Земли практически без изменений и позволяют ученым получать информацию о процессах, происходящих в самом центре Солнца.
Для регистрации нейтрино используется установка Borexino, расположенная в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Детектор представляет собой нейлоновую сферу диаметром около 8,5 метра, заполненную сотнями тонн жидкого сцинтиллятора. Вокруг расположена сложная система защиты, которая снижает радиационный фон примерно в сто миллиардов раз по сравнению с обычными условиями. За регистрацией сигналов следят более 2200 фотоумножителей.
В ходе эксперимента ученым удалось с высокой точностью измерить поток бериллиевых нейтрино, а также зарегистрировать редкие pep-нейтрино. Кроме того, исследователи впервые смогли определить относительные скорости различных ветвей протон-протонной цепочки реакций.
Как отметил сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Александр Чепурнов, подобные исследования помогают изучать нейтринные осцилляции — квантовое явление, при котором частицы способны переходить из одного типа в другой. Эти данные могут оказаться важными для поиска новых физических эффектов, выходящих за рамки Стандартной модели.
Полученные результаты имеют значение не только для физики элементарных частиц, но и для астрофизики. Новые данные могут помочь уточнить химический состав Солнца и приблизить ученых к решению давней проблемы определения его металличности.
Рекомендуем также: