Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

Jeszcze więcej neutrin słonecznych

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: styczeń 2015
  • Publikacja elektroniczna: 01-01-2015

Energia słoneczna, której wywołujące depresję niedobory możemy obecnie odczuwać na własnej skórze (mimo że, o ironio, w styczniu Ziemia znajduje się najbliżej Słońca!), produkowana jest w centrum Słońca w procesie reakcji jądrowych zamieniających wodór w hel.

obrazek

Główną reakcją jest połączenie się dwóch jąder wodoru związane z emisją niskoenergetycznego (<1 MeV) neutrina. Reakcja ta  2 + |(p+ p H + e +ν e) to część cyklu pp (proton-proton). W trakcie całego cyklu produkowane jest |26,73 MeV energii i neutrina elektronowe, cykl można zaś sumarycznie zapisać jako | 4 + 4p He +2e + 2νe. W gwiazdach masywniejszych i gorętszych od Słońca zachodzi nieco bardziej skomplikowany cykl CNO, wykorzystujący węgiel, azot i tlen (ang. carbon, nitrogen, oxygen) jako katalizatory. Reakcja p +p odpowiada, według teorii, za produkcję | 99% energii słonecznej, a mimo to do niedawna nie zaobserwowano pochodzących z niej neutrin, gdyż wykrywanie neutrin o tak małej energii jest przedsięwzięciem niesłychanie trudnym.

Sytuację zmienił eksperyment Borexino. Wykrywa on neutrina oddające część swojej energii elektronom płynnego scyntylatora w trakcie elastycznego zderzenia, νx + e νx + e, gdzie x oznacza jeden z trzech rodzajów neutrin (elektronowe, mionowe bądź taonowe). Aktywnym składnikiem scyntylatora jest C9H12 (kumen) oraz 2,5 -difenylooksazol. Całe urządzenie, ogromny scyntylator-kalorymetr umieszczony w stalowej kuli otoczonej izolującą warstwą wody, znajduje się w laboratorium Gran Sasso we Włoszech. Zmierzony strumień neutrin, | 10 −2 −1 (6,6± 0,7) ⋅10 cm s , jest zgodny z przewidywanym przez Standardowy Model Słońca,  10 −2 −1 5,98⋅(1 ±0,006) ⋅10 cm s . Wynik może też być użyty do obliczenia całkowitej generowanej przez Słońce mocy: |3,48 ⋅1026 W, i daje nadzieję na rozwój doświadczalnych metod studiowania procesów zachodzących w jego wnętrzu, a więc także badania struktury podobnych gwiazd.