برای اولین بار ، دانشمندان سیگنال شبحی را کشف کردند که موتور جهان را آشکار می کند



در تحقیقی که روز چهارشنبه در ژورنال Nature منتشر شد ، دانشمندان اعلام کردند که آنها اولین کشف ذرات تقریباً اثیری به نام نوترینو را انجام داده اند که می تواند در سنتز کربن – نیتروژن – اکسیژن ، معروف به چرخه CNO ، در داخل خورشید باشد.

این یک کشف چشمگیر است که پیش بینی های نظری دهه 1930 را تأیید می کند و به عنوان یکی از بزرگترین کشفیات فیزیک در هزاره جدید شناخته می شود.

جیواچینو رانوچی از انستیتوی ملی فیزیک هسته ای ایتالیا (INFN) ، یکی از محققان این پروژه از ابتدای تأسیس آن در سال 1990 ، گفت: “این واقعا یک موفقیت برای فیزیک خورشیدی و ستاره ای است.”

دانشمندان از آشکارساز فوق العاده حساس Borexino در آزمایشگاه فیزیک ذرات Gran Sasso INFN در مرکز ایتالیا ، بزرگترین مرکز تحقیقاتی زیرزمینی جهان در اعماق کوههای Apennine در حدود 65 مایلی شمال شرقی رم استفاده کردند.

این کشف دهه ها تحقیق در مورد نوترینوهای خورشیدی را از پروژه Borexino محدود کرد و برای اولین بار واکنش هسته ای اساسی را کشف کرد که اکثر ستارگان از آن برای ذوب هیدروژن به هلیوم استفاده می کنند.

تقریباً همه ستاره ها ، از جمله خورشید ما ، با ادغام هیدروژن در هلیوم ، مقدار زیادی انرژی آزاد می کنند – روشی موثر برای “سوزاندن” هیدروژن ، ساده ترین و رایج ترین عنصر و منبع اصلی سوخت در جهان.

در مورد خورشید ، 99 درصد انرژی آن از طریق سنتز پروتون-پروتون حاصل می شود که می تواند قبل از تجزیه شدن در هلیوم ، بریلیوم ، لیتیوم و بور ایجاد کند.

اما بیشتر ستارگان جهان بسیار بزرگتر از خورشید ما هستند: به عنوان مثال غول سرخ Betelgeuse حدود 20 برابر عظیم تر و حدود 700 برابر گسترده تر است.

ستارگان بزرگ نیز بسیار داغتر هستند ، این بدان معنی است که آنها در درجه اول از طریق سنتز CNO تأمین می شوند ، که از طریق هسته های اتمی هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کند و به یک زنجیره بینهایت بین کربن ، نیتروژن و اکسیژن تبدیل می شود.

چرخه CNO منبع غالب انرژی در جهان است. اما در آفتاب نسبتاً خنک ما ، جایی که فقط یک درصد انرژی خود را نشان می دهد ، دشوار است.

ردیاب غول پیکر بورکسینو به دنبال نوترینوهایی است که در هنگام همجوشی هسته ای در هسته خورشید آزاد می شوند.

نوترینوها به سختی با هر چیزی ارتباط برقرار می کنند و بنابراین برای مطالعه واکنش های هسته ای دور ایده آل هستند – اما تشخیص آنها نیز بسیار دشوار است.

تریلیون نوترینو از خورشید هر ثانیه از ردیاب Borexino عبور می کند ، اما هر روز فقط ده ها مورد از آنها را ردیابی می کند و در هنگام تجزیه در مخزن آب تاریک 300 تنی خود ، به دنبال برق گرفتگی های ضعیف برق می رود.

رانوچی گفت آشکارساز بورکسینو دهه ها برای اندازه گیری نوترینوها از واکنش زنجیره ای اصلی پروتون-پروتون خورشید صرف کرد ، اما شناسایی نوترینوهای CNO آن بسیار دشوار بود – فقط در حدود هفت نوترینو با انرژی کنترل چرخه CNO در یک روز دیده شد. .

وی گفت ، این کشف حساسیت آشکارساز در پنج سال گذشته را می طلبد و از این ماده در برابر منابع رادیواکتیویته خارجی محافظت می کند ، به طوری که محفظه داخلی آشکارساز بدون تابش در زمین است.

نتیجه تنها علامت مستقیم سنتز CNO است که تاکنون در هر کجا دیده شده است: رانوچی گفت: “این اولین مدرکی است که نشان می دهد چرخه CNO در خورشید و ستارگان کار می کند.”

گابریل اوربی گان ، فیزیکدان ذرات از دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، این کشف را “یک نقطه عطف” خواند.

وی گفت: “این کشف ما را یک قدم به درک ترکیب هسته خورشید و تشکیل ستارگان سنگین نزدیک می کند.”

اوربی گان نویسنده مقاله علمی در Nature در مورد مطالعه جدید است ، اما او در این مطالعه شرکت نکرد.

اوربی گان گفت ، نوترینوها به طور طبیعی در واکنش های هسته ای تولید می شوند و از طریق اکثر مواد بدون اثر عبور می کنند ، بنابراین می توان از آنها برای بررسی مناطق غیرقابل دسترسی جهان استفاده کرد.

در نتیجه ، چندین آشکارساز نوترینو حضور زودگذر آنها در جهان را در تاریکی مشاهده کرده اند ، از جمله رصدخانه IceCube در قطب جنوب و ردیاب Super-Kamiokande در ژاپن.

تصور می شود که یک نوترینو از بیگ بنگ برخی از “ماده تاریک” مرموز جهان را توضیح دهد – هاله های بزرگ و نامرئی در اطراف ستاره ها و کهکشان ها که حدود یک چهارم جرم آن را تشکیل می دهند.

اوربی گان گفت که عدم تقارن بین نوترینوها و ذرات آنها همچنین می تواند کمبود آشکار ماده ضد ماده در جهان ما و غلبه آن بر ماده طبیعی را توضیح دهد – به عبارت دیگر ، اینکه چرا چیزی در اینجا وجود دارد و اصلاً چیزی وجود ندارد.


منبع: hero-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*