În premieră absolută, fizicienii au detectat particule rare, fantomatice, produse în interiorul Soarelui în urma unui proces particular de fuziune nucleară, conform rezultatelor obșinute în urma experimentului.

Particulele, denumite „neutrini produşi-CNO” (acronim al elementelor chimice carbon, azot şi oxigen), provin din Soare şi au fost detectate în cadrul unui laborator instalat la mare adâncime, sub un munte din Italia. Această descoperire îi aduce pe fizicieni cu un pas mai aproape de înţelegerea reacţiilor nucleare din interiorul Soarelui, steaua care face posibilă existenţa vieţii pe Pământ.

„Prin acest rezultat, (Experimentul) Borexino a dezvăluit complet cele două procese care activează Soarele”, a declarat Gioacchino Ranucci, fizician în cadrul Institutului Naţional italian pentru Fizică Nucleară de la Milano.

În nucleul solar se produc două tipuri de reacţii de fuziune. Prima, şi cea mai obişnuită, este fuziunea proton-proton, unde fuziunea protonilor duce la transformarea hidrogenului în heliu. Oamenii de ştiinţă sunt de părere că această reacţie generează aproximativ 99% din energia Soarelui.

Mai rar, se poate produce o reacţie de fuziune nucleară în 6 paşi, denumită „ciclu-CNO”, în care hidrogenul fuzionează pentru a forma heliu în prezenţa carbonului (C), a azotului (nitrogen, N) şi a oxigenului (O). Fuziunile proton-proton şi fuziunile ciclu-CNO produc tipuri diferite de neutrini – particule subatomice care aproape că nu au masă şi care pot trece prin materia obişnuită fără a interacţiona cu ea, cu rare excepţii.

Fizicienii detectează în mod obişnui neutrinii generaţi în cadrul procesului de fuziune nucleară proton-proton. Însă, la 23 iunie, în cadrul Neutrino 2020 Virtual Meeting, cercetători de la detectorul Borexino au anunţat detectarea în premieră a unor neutrini produşi-CNO în Soare.

Experimentul subteran Borexino a fost conceput pentru a studia neutrinii în urma interacţiunilor lor foarte rare şi slabe cu materia ordinară. Detectorul folosit în acest experiment constă într-un rezervor de 18 metri înălţime care conţine 280 de tone de lichid scintilator (substanţă în care sunt descărcate sclipiri luminoase atunci când electronii din lichid interacţionează cu un neutrin).

Descoperire uluitoare. O sclipire mai puternică, mai strălucitoare

Când o astfel de sclipire este mai puternică, mai strălucitoare, fapt care indică o descărcare mai mare de energie, înseamnă că electronii din lichidul scintilator au interacţionat cu neutrini produşi-CNO.

Îngropat adânc în subteran şi amplasat la rândul său într-un rezervor de apă, rezervorul de lichid scintilator este înţesat cu senzori extrem de sensibili ce sunt izolaţi faţă de radiaţiile cosmice ce ajung la suprafaţa Pământului. Fără aceste măsuri excepţionale de izolare, eventualele semnale provenite de la neutrinii CNO ar fi imposibil de observat din cauza abundenţei semnalelor provenite de la radiaţiile cosmice.

Compararea cantităţii de neutrini CNO descoperiţi cu cantitatea de neutrini rezultaţi din reacţii proton-proton îi va ajuta pe oamenii de ştiinţă să afle în ce proporţie nucleul solar este format din elemente mai grele decât hidrogenul, aşa cum sunt carbonul, azotul şi oxigenul. Cu cât proporţia de elemente mai grele decât hidrogenul este mai mare, cu atât perioada de viaţă a Soarelui este mai aproape de sfârşit.

Experimentul Borexino este o colaborare internaţională la care participă cercetători din Italia, Franţa, Germania, Polonia, Rusia şi de la trei universităţi americane – Princeton, Virginia Tech şi University of Massachusetts at Amherst.

Sursa: Agerpres