واکنش همجوشی هسته ای در خورشید برای اولین بار شناسایی شد

محققان پروژه "بورکسینو"(Borexino) که از سال ۱۹۹۰ آغاز شده است، برای نخستین بار در جهان ذراتی به نام "نوترینو" را در خورشید شناسایی کردند که از آن می‌توان به همجوشی کربن-نیتروژن-اکسیژن(CNO) درون خورشید پی برد.

این یافته، پیش‌بینی‌های نظری را که مربوط به دهه ۱۹۳۰ میلادی است، تأیید می‌کند.

مدت هاست که دانشمندان تصور می‌کردند چرخه همجوشی کربن-نیتروژن-اکسیژن(CNO) نوع اصلی همجوشی در جهان است. با این حال در خورشیدِ "نسبتاً خنک" ما نسبت به ستاره‌های دیگر، این چرخه تنها یک درصد از انرژی آن را فراهم می‌کند که همین موضوع، تشخیص آن را دشوار می‌کند.

هنگامی که این کشف جدید انجام شد، آشکارساز مشهور "بورکسینو" به سختی در جستجو بود تا بتواند نوترینوهایی را که طی همجوشی هسته ای در هسته خورشید تولید می شود، شناسایی کند. این آشکارساز چندین دهه برای اندازه گیری نوترینوهای حاصل از واکنش زنجیره ای پروتون-پروتون خورشید صرف کرده بود.

با این حال، شناسایی نوترینوهای CNO کاملاً چالش برانگیز بود، زیرا روزانه فقط هفت مورد شناسایی می شد. به همین دلیل است که اکنون کشف آنها به عنوان یکی از بزرگترین کشفیات فیزیک در هزاره جدید مورد ستایش قرار گرفته است.

"جیائوچینو رانوکی" از انستیتوی ملی فیزیک هسته ای ایتالیا(INFN) که یکی از محققان این پروژه است، می گوید: این کشف واقعا یک پیشرفت بزرگ برای فیزیک خورشیدی و ستاره‌ای است. این اولین مدرکی است که نشان می‌دهد چرخه CNO در خورشید و ستاره‌ها در حال کار است.

به گفته کارشناسان، این کشف می‌تواند برای بررسی مناطق قبلاً غیرقابل دستیابی جهان استفاده شود. "گابریل اوربی گان" فیزیکدان ذرات در دانشگاه "کالیفرنیا برکلی" که در این تحقیق درگیر نبوده است، می‌گوید که این کار یک نقطه عطف مهم است.

وی افزود: این کشف، ما را یک قدم به درک ترکیب هسته خورشید و شکل گیری ستارگان سنگین پیش می‌برد.

وی همچنین افزود که از این تحقیقات جدید می‌توان برای توضیح کمبود ضد ماده در جهان نیز استفاده کرد. این بدان معناست که سرانجام ممکن است ما در آستانه درک علت و چگونگی وجود جهان باشیم.

نوترینو(neutrino) یک ذره بنیادی است که از نظر الکتریکی خنثی بوده و به ندرت وارد برهمکنش می‌شود. نوترینو به معنی «کوچک خنثی»، معمولاً با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند، از نظر الکتریکی خنثی بوده و قادر است از درون مواد، تقریباً بدون هیچ برهمکنشی عبور نماید. نوترینوها دارای جرم بسیار کوچک، اما غیر صفر هستند.

از آنجایی که نوترینوها بار الکتریکی ندارند، تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیس قرار نمی‌گیرند. نوترینوها تنها تحت تأثیر نیروی هسته‌ای ضعیف که در مقایسه دارای بُرد بسیار کوتاه‌تری از نیروی الکترومغناطیس است، قرار می‌گیرند؛ لذا قادر هستند مسافت‌های بسیار طولانی را درون مواد بدون برهمکنش طی نمایند.

نوترینوها در ضمن واپاشی بتا، در واکنش‌های هسته‌ای مانند آنچه در خورشید یا راکتورهای اتمی رخ می‌دهند و همچنین در اثر برخورد پرتوهای کیهانی با اتم‌ها ایجاد می‌گردند.

سه نوع یا «طعم» نوترینو وجود دارد: الکترون نوترینو، میون نوترینو و تاو نوترینو. همچنین هر یک از آن‌ها پادذره مربوط به خود به‌نام "پادنوترینو" دارند.

بیشتر نوترینوهایی که از زمین عبور می‌کنند، از خورشید صادر می‌شوند. در هر ثانیه از هر سانتی‌متر مربع زمین، در حدود ۶۵ میلیارد نوترینوی خورشیدی عبور می‌کند.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

منبع: ایسنا

24