ايتنا - ذرات کمیاب خورشیدی، در کوهستانی در ایتالیا

فیزیکدانان برای نخستین‌بار، ذرات کمیاب تولیدشده توسط نوعی عجیب از همجوشی در درون خورشید را مشاهده کردند.

به گزارش ایتنا و به نقل از Space، این ذرات که نوترینوهای تولیدشده توسط CNO نام دارند، توانستند مسافرت خود را از خورشید آغاز کنند و به آشکارسازی که در اعماق یک کوه در ایتالیا برسند. این اکتشاف انسان‌ها را یک گام به درک واکنش‌های هسته‌ای که موتور محرکه انرژی خورشید هستند، نزدیکتر می‌کند.

گفتنی است در هسته خورشید دو نوع واکنش همجوشی هسته‌ای رخ می‌دهند. نخستین و رایج‌ترین آنها، همجوشی پروتون-پروتون است که به‌سبب آن، پروتون‌ها برای تبدیل هیدروژن به هلیوم همجوشیده می‌شوند. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که چنین واکنش‌هایی ۹۹ درصد از انرژی خورشید را تأمین می‌کنند.

از سوی دیگر، همجوشی هسته‌ای به ندرت از طریق فرآیندی شش مرحله‌ای به‌نام چرخه CNO اتفاق می‌افتد، که در آن هیدروژن با استفاده از کربن، نیتروژن و اکسیژن به هلیوم همجوش می‌شود. همجوشی پروتون-پروتون و چرخه CNO انواع مختلفی از نوترینوها را ایجاد می‌کنند؛ ذراتی زیراتمی که تقریباً بدون جرم هستند و در بیشتر مواقع می‌توانند از ماده معمولی عبور کنند.

فیزیکدانان بطور معمول می‌توانند نوترینوهای ایجادشده در طی فرایند پروتون-پروتون را تشخیص دهند. با این حال، پژوهشگران ایتالیایی در نشست مجازی Neutrino 2020 Virtual Meeting که با آشکارساز Borexino کار می‌کردند، اعلام کردند برای نخستین‌بار نوترینوهای خورشیدی تولید شده توسط CNO را کشف کرده‌اند.

آزمایش زیرزمینی بورکسینو که در آزمایشگاهی در نزدیکی شهر لاکیلا در ایتالیا صورت گرفت، برای مطالعه همین فعل و انفعالات نوتینو بسیار نایاب طراحی شده بود. آشکارساز بورکسینو از یک مخزن با بلندی ۱۸ متر تشکیل شده است. این مخزن که در اعماق زمین پنهان شده، با آشکارسازهای حساسی پوشیده شده که نسبت به تابش پس‌زمینه پرتو کیهانی موجود در سطح زمین ایزوله شده است. بدون این محافظ، سایر سیگنال‌ها باعث می‌شدند که این سیگنال‌های کمیاب ناشی از نوترینوهای CNO از نظرها پنهان بمانند.

با مقایسه نوترینوی CNO مشاهده شده با تعداد نوترینوهای پروتون-پروتون مشاهده شده، می‌توان دید که چه بخشی از خورشید، از عناصر سنگین‌تری مانند کربن، نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. نتایج فعلی، اگرچه هنوز در یک نشریه علمی مورد بازبینی و بررسی قرار نگرفته اما، اهمیتی بیش از ۵ سیگما با سطح اطمینانی بالاتر از ۹۹ درصد را نشان می‌داد؛ بدین معنی که فقط ۱ در ۳٫۵ میلیون شانس وجود دارد که سیگنال با نوسانات تصادفی تولید شده باشد؛ نه فرایند CNO.