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太阳发射的全系列中微子的第一个“快照”

导读位于意大利Appenine山脉深处的Borexino仪器检测到中微子,因为它们与超大纯有机液体闪烁体的电子相互作用,位于被1000吨水包围的大球体的中...

位于意大利Appenine山脉深处的Borexino仪器检测到中微子,因为它们与超大纯有机液体闪烁体的电子相互作用,位于被1000吨水包围的大球体的中心。

科学家包括马萨诸塞大学阿默斯特分校的物理学家Andrea Pocar说,大约99%的太阳能以中微子的形式通过质子 - 质子(pp)融合引发的核反应序列产生,其中氢被转化为氦。今天,他们报告了Borexino的新结果,Borexino是地球上最敏感的中微子探测器之一,位于意大利的亚平宁山脉深处。

他们解释说:“这条链发射的中微子代表了太阳和中微子物理学的独特工具。”他们在“自然”杂志上发表的新论文报道了“Borexino对pp链所有组成部分进行的第一次完整研究”。这些成分不仅包括pp中微子,还包括称为铍-7(7Be),pep和硼-8(8B)中微子的其他成分。Pocar说,两个质子的pp聚变反应产生氘核,氘的核,是反应序列的第一步,负责太阳能量输出的约99%。

他补充道,“今天的新增内容是增量,它不是一个飞跃,但它是数据采集超过10年的最高点,实验一次显示太阳的全部能量谱。我们的结果减少了不确定性,可能不是华而不实,但它的进步类型在科学中往往得不到充分的认可。值得的是测量结果更精确,因为有了更多的数据,并且由于专业的年轻物理学家的工作,我们对实验仪器有了更好的理解。 “

“Borexino为pp,7Be和pep中微子提供了最好的测量,”他补充道。“其他实验更准确地测量了8B中微子,但我们的测量结果与阈值一致,与它们一致。”

此外,“一旦你拥有更精确的数据,你就可以将它反馈到太阳行为的模型中,然后模型可以进一步细化。这一切都可以更好地了解太阳。中微子告诉我们太阳是怎样的正在燃烧,反过来,太阳为我们提供了研究中微子行为的独特来源.Borexino计划再运行两到三年,它已经非常深刻地加强了我们对太阳的理解。

对于pp,7B,pep和8B中微子的早期研究,该团队在有限的能量窗口中对收集的数据进行有针对性的分析时,分别关注每一个,“就像试图通过拍摄许多个体类型中的每一个来描绘森林一样树木,“波卡尔说。“多张图片可让您了解森林,但它与整个森林的照片不同。”

“我们现在所做的就是拍摄一张反映整个森林的照片,将所有不同中微子的整个光谱合二为一。而不是放大看小片,我们立即看到它们。我们理解我们的探测器所以现在,我们很自信,我们的一次射击对整个中微子能量都是有效的。“

太阳中微子以近乎光速的速度流出我们系统中心的恒星,每秒每平方英寸地球表面有多达4200亿点击。但是因为它们只通过核弱力相互作用,它们通过的物质几乎不受影响,这使得它们很难被发现并与普通材料的微量核衰变区别开来,Pocar说。

Borexino仪器检测中微子,因为它们与超大纯有机液体闪烁体的电子相互作用,位于被1000吨水包围的大球体的中心。它的深度和许多洋葱状保护层保持核心,是地球上最无辐射的媒介。他指出,它是地球上唯一能够同时观测整个太阳中微子光谱的探测器,现已完成。

麻省理工学院的阿默斯特物理学家,一个由100多名科学家组成的团队的首席研究员,特别感兴趣的是他现在将注意力转向测量另一种称为CNO中微子的太阳中微子,他希望这对于解决一个重要的开放性问题是有用的。在恒星物理学中,即太阳的金属性或金属含量。

“有两种模型可以预测不同于氦气的元素水平,对于天文学家而言,它们是金属,在太阳下;更轻的金属性和更重的模型,”他指出。CNO中微子以不同于太阳的pp链和次优势的循环聚变反应序列发射,但被认为是较重恒星的主要能量来源。CNO太阳中微子通量受太阳金属度的影响很大。

Pocar说:“我们的数据可能显示出对重金属性的一些偏好,因此我们将研究这一点,因为来自太阳的中微子,特别是CNO,可以帮助我们解开这个问题。”

Borexino是由美国国家科学基金会,意大利国家核物理研究所资助的国际合作组织,负责管理Gran Sasso实验室,以及德国,俄罗斯和波兰的资助机构。

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