Evenimentul Zilei > Social > Pentru prima dată au fost măsurați neutrinii ciclului CNO emiși în Soare
Pentru prima dată au fost măsurați neutrinii ciclului CNO emiși în Soare

Pentru prima dată au fost măsurați neutrinii ciclului CNO emiși în Soare

Viata unei stele se bazeaza pe procese de fuzione nucleara, in care elementele chimice usoare, precum hidrogenul, sunt transformate in elemente chimiche din ce in ce mai grele.

Pentru prima data un astfel de proces, importantul ciclu CNO, a fost observat prin masurarea neutrinilor emisi in cadrul procesului CNO care are loc in Soare, efectuata de experimentul BOREXINO la laboratorul subteran de la Gran Sasso.

Viata unei stele este un proces care implica un echilibru delicat intre doua forte opuse: una care are tendinta de a duce la implozia stelei, forta gravitationala, cealalta ar duce la explozia acesteia – reactiile de fuziune nucleara din inima stelei. Fuziunea este un proces in care nuclee usoare, cu energii extrem de mari in interiorul stelelor extrem de calde, se unesc in nuclee mai grele, eliberand energie. Practic parte din masa nucleelor initiale se transforma in energie, intrucat masa nucleului final este mai mica decat suma maselor nucleelor initiale.

In urma acestui proces se elibereaza un numar enorm de neutrini – intrucat procesele de fuzione nucleara duc la nasterea acestor particule care au o masa extrem de mica, inca necunoscuta, si care nu au sarcina electrica. Neutrinii interactioneaza cu materia doar prin asa-numita interactiune slaba, ceea ce face astfel incat in fiecare secunda corpul nostru sa fie traversat de miliarde de neutrini, fara insa ca acestia sa lase urme – suntem practic transparenti pentru neutrini!

Din cand in cand daca volumul de materie traversat este foarte mare cate un neutrin interactioneaza cu materia lasand urme. Este aceasta metoda folosita de experimentele care au obiectivul de a masura neutrinii: volume foarte mari apmplasate pe cat posibil in laboratoare unde procesele care ar deranja masuratoarea sunt reduse – precum laboratoarele subterane, unde razele cosmice sunt practic eliminate.

Unul dintre aceste experimente, BOREXINO, care se bazeaza pe un scintilator lichid unde sunt detectati neutrinii, a reusit o performanta unica: masurarea unor neutrini care provin dintr-o reactie de fuzione nucleara deosebita – asa-numitul ciclu CNO – Carbon-Azot-Oxigen, in cadrul caruia patru protoni dau nastere unui nucleu de heliu, impreuna cu doi pozitroni (antiparticula electronului), doi neutrini si fotoni.

Acest ciclu de fuziune nucleara este extrem de important in stelele mari, mai mari decat Soarele nostru. In Soare reprezinta circa 1% din procesele de fuziune, deoarece mare parte din procesele nucleare care au loc in Soare si in stelele asemanatoare ca dimensiuni Soarelui sunt fuziuni nucleare proton-proton. Acestea din urma la randul lor dau nastere neutrinilor, neutrini care au fost deja masurati de BOREXINO in urma cu ceva vreme.

Recent insa colaborarea BOREXINO a reusit performanta masuratorii neutriniio din ciclul CNO – reultatul fiind publicat in prestigioasa revista Nature. In cadrul ciclului CNO formarea nucleului de heliu final din cei patru protoni este „ajutata” de Carbon, Azot si Oxigen intr-un lant de reactii nucleare, in care un nucleu de carbon initial se transforma in azot, pe urma oxigen, ca la final sa se regaseasca ca nucleul de carbon initial (cu formarea in plus a nucleului de heliu), gata pentru o noua reactie.

Pe langa faptul ca acest studiu este primul care a reusit sa observe acesti neutrini generati din ciclul CNO, importanta studiului este legata de faptul ca intelegerea acestui proces permite sa cunoastem mai bine stelele – in special cele mari, cele care traiesc pe baza acestui ciclu.

Neutrinii sunt singurele particule care reusesc sa strabata practic Soarele pornind din inima acestuia, fara sa interactioneze cu materia din care este facut Soarele – din acest punct de vedere sunt extrem de pretiosi, intrucat ne pot ajuta sa facem o „radiografie” a Soarelui.

Neutrinii, mesageri din cosmos, ne aduc informatii extrem de pretioase despre procesele ce au loc in stele, o adevarata astronomie de neutrini, care, pe langa astronomia vizibila, ne da informatii despre Univers si despre structura si evolutia acestuia.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.