意大利Borexino研究團隊證實太陽在CNO聚變循環中產生了中微子

意大利 Borexino 探測器研究團隊剛剛證實了持續數十年的理論,找到了太陽中產生微中子的碳氮氧(CNO)循環的首個證據。研究人員稱這是一項歷史性的成就,因為早在幾十年前,學界就已經提出了有關恆星氫燃燒通道的發光理論。

意大利Borexino研究團隊證實太陽在CNO聚變循環中產生了中微子

研究配圖 – 1:CNO 核聚變序列 / 太陽中微子能譜

此前,來自意大利國家核物理研究所(INFN)旗下格蘭薩索國家實驗室的 Borexino 團隊,已經對恆星產生能量的主要方式(質子-質子鏈反應)展開過研究。

通過檢測源自質子-質子鏈循環的中微子通道,Borexino 團隊得以順利完成了這項研究。最新的 CNO 研究,也注入了類似的努力。

意大利Borexino研究團隊證實太陽在CNO聚變循環中產生了中微子

研究配圖 – 2:Borexino 光譜數據擬合

研究人員解釋稱,他們測量了由此循環產生的中微子,並公布了首個實驗證據,以證明這種「額外的能量生成機制」正在我們熟悉的這顆恆星上發生。

這項發現的基礎,源於 30 年前的 1990 年代(持續十多年、涉及太陽物理學的相關研究)。而 Borexino 探測器本身,也是廣泛開展的科學合作下的一個結果(米蘭和普林斯頓等大學均有參與)。

意大利Borexino研究團隊證實太陽在CNO聚變循環中產生了中微子

Borexino 探測器結構圖

INFN 表示,超靈敏的探測器,是這項研究發現中最關鍵的一環。如上圖所示 Borexino 具有洋蔥式的多層造型,具有相當高的放射純淨性。

其能夠檢測到穿過地球的中微子,而不會產生干擾。但要通過檢測中微子來確認恆星的 CNO 循環,本身就是一件相當復雜且艱巨的任務。

意大利Borexino研究團隊證實太陽在CNO聚變循環中產生了中微子

研究配圖 – 4:CNO 計數與光譜分析結果

在探測器團隊、軟件、以及諸多專家的攜手努力下,Borexino 團隊最終交付出了一份滿意的答卷。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《自然》(Nature)期刊上。

原標題為《Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun》。

來源:cnBeta