A Nap szívébe „lestek be” a fizikusok

Share Button

Els? ízben sikerült a Napból ered? semleges részecskéket, a rejtélyes neutrínókat észlelnie egy nemzetközi kutatócsoportnak, amely kísérletei révén a központi csillagunk magjában lejátszódó termonukleáris folyamatokat térképezte fel. A kutatásokról a Nature folyóiratban jelent meg összefoglaló.

A Napban zajló termonukleáris reakció során, amely két hidrogénmag (proton) egyesülésével kezd?dik, több lépésben keletkezik hélium. A folyamat „melléktermékeként” egy pozitív töltés? pozitron, valamint egy neutrínó képz?dik. A pozitron azonnal megsemmisül negatív töltés? elektronnal találkozva, e folyamat révén energia (foton) szabadul fel. A neutrínók könnyen, keletkezésükt?l számított 2 másodperc alatt kijutnak a Nap felszínér?l, majd további 8 perc leforgása alatt a csaknem a fény sebességével száguldó részecskék elérik a Földet. A Napban zajló egyéb nukleáris folyamatok során is képz?dnek neutrínók, s bolygónk felületének minden egyes négyzetcentiméterét százmilliárd ilyen részecske bombázza másodpercenként – olvasható a Nature News hírei között.

A proton-proton reakciók során képz?d? napneutrínók teszik ki a szoláris neutrínók 90 százalékát, ám mivel igen alacsony az energiájuk, gyenge „jeleiket” elrejti a földi anyagok radioaktív bomlásából származó sugárzás. Így nem meglep?, hogy míg az „energikusabb” napneutrínókat az 1960-as években regisztrálták, a Nap magjában zajló proton-proton reakciókból származókat csupán most sikerült észlelnie annak a nemzetközi csapatnak, amely az olaszországi Gran Sasso Nemzetközi Laboratórium 1 kilométer mélységben m?köd? Borexino-detektora segítségével végez kutatásokat.

Michael Smy, a Kaliforniai Egyetem (Irvine) fizikusa mérföldk?nek nevezte az eredményeket. A kutatások egyrészt alátámasztották a csillagok energiatermelésével kapcsolatos elméleteket, amellett egy olyan módszert kínálnak, amellyel csaknem valós id?ben feltérképezhet?k a Nap belsejében zajló folyamatok, hiszen a proton-proton eredet? neutrínók keletkezésük után 8 perccel már megérkeznek a Földre.

Aldo Serenelli spanyol asztrofizikus szerint a Borexino-detektor 10 százalékos hibahatárral regisztrálja az alacsony energiájú napneutrínókat, ám további fejlesztések révén ez akár 1 százalékra csökkenthet?. Mindez pedig új távlatokat nyit az asztrofizikában. Így például a neutrínók alapján kiszámított szoláris energiatermelés rátája és a Nap által kibocsátott fotonok energiája közötti apró aránytalanságok a sötét anyag jelenlétér?l tanúskodnak. A kísérletek segítségével azt is modellezni lehet, hogy a Napban keletkez? elektron-neutrínók a Föld felé száguldva miként alakulnak át tau- és müon-neutrínókká.

A könny? elemi részecskék, a neutrínók nem rendelkeznek elektromos töltéssel, így nem vesznek részt elektromágneses kölcsönhatásban, ez a magyarázata annak, hogy kísérleti úton nehéz észlelni ?ket. Többféle forrásból keletkeznek, eszerint megkülönböztetik a szoláris neutrínókat, amelyek a Nap és a többi csillag energiáját adó atommagfúzió során keletkeznek, továbbá léteznek légköri, földi eredet? (terresztriális), valamint mesterséges forrásból származó neutrínók is. Típusai alapján pedig elektron-neutrínókat, továbbá müon- és tau-neutrínókat különböztetnek meg, aszerint, hogy mely negatív töltéssel rendelkez? részecskével (elektron, müon, tau) hozhatók kapcsolatba.
http://www.nature.com/news/long-sought-neutrinos-answer-burning-question-about-the-sun-1.15779

nfj ksb pmg

Forrás: MTI 2014. augusztus 29., péntek 14:51