Zvětšit obrázek

Vnitřní pohled na detektor Borexino během jeho výstavby.

Neutrina jsou elementární částice s velmi malou hmotností a nulových elektrickým nábojem. Jejich existence byla předpovězena už v roce 1931. Při termonukleárních reakcích uvnitř Slunce jsou produkovány v obrovských množstvích, ale protože téměř nereagují s žádnou hmotou, je velmi obtížné je zachytit. Na druhou stranu díky této vlastnosti se dostanou z centrálních oblastí hvězdy na její povrch nepozměněné a mohou pokračovat do okolního vesmíru. Z každých 2 miliard neutrin vzniklých uvnitř Slunce je při cesta na povrch zachycenou pouze jediné.

Naše planeta stejně jako ostatní tělesa v okolí Slunce jsou těmito částicemi neustále „bombardována“. Země je pro neutrina ale svým způsobem průhledná. Jedním m2 zemského povrchu prochází každou sekundu 700 biliónů neutrin. Lidským tělem za celý život projde 10^24 neutrin, ale pouze jedno nebo dvě se v něm zachytí.

Jejich detekování je tedy velmi obtížné. Vůbec poprvé se jejich existenci podařilo experimentálně prokázat v roce 1956. Pro jejich zaznamenání používají vědci zvláštní přístroje, kterým se říká detektory neutrin. Obvykle jsou to obrovské „nádoby“, které obsahují velké množství detekční látky. Přesto je počet zaznamenaných neutrin velmi malý.

Dřívější experimenty ukázaly, že neutrina mohou oscilovat mezi třemi typy – elektronové, mionové a tauonové neutrino. To vyřešilo celou řadu otázek kolem těchto všudypřítomných ale nezachytitelných částic. Až doposud ale nebylo možné zachytit neutrina s energií menší než 5 MeV, protože přirozená radioaktivita okolí detektoru výsledky měření zkreslovala.

Zvětšit obrázek

Vnitřní pohled jednoho z detektorů. Nádrž je naplněna, detekce neutrin může začít.

Vědci v Gran Sasso National Laboratory v Itálii proto zkonstruovali detektor Borexino, který si měl s tímto problémem poradit a dokázat zachytit i neutrina s energiemi kolem 1 MeV. K zablokování přístupu produktů radioaktivního rozpadu bylo použito 2400 tun čisté vody umístněné v kouli o průměru 18 metrů. V jádře detektoru vzniká při srážce neutrina s částicemi scintilátoru záření, které je možno zaznamenat. Celý detektor je umístněn 1 kilometr pod zemským povrchem. O unikátnosti přístroje svědčí i slova Arthura McDonalda (Queen’s University, Kingston, Kanada), který zároveň ředitelem neutrinové observatoře v Sudbury: „jsem ohromen způsobem jakých byly schopni kontrolovat radioaktivitu.“

Zvětšit obrázek

Slunce nepřetržitě produkuje obrovské množství neutrin, která unikají do okolního kosmického prostoru. Kredit – NASA/SOHO

Pozorování detektorem Borexino bylo zahájeno v květnu letošního roku. Vědci detekovali kolem 50 neutrin denně, což je v souladu s modely Slunce.

Nyní mezinárodní tým téměř stovky odborníků z Itálie, USA, Ruska, Německa, Francie a Polska potvrdil, že zachycená neutrina pocházejí z radioaktivního rozpadu berylia-7 uvnitř Slunce. Přeměna vodíku v hélium ve Slunci probíhá několika možnými způsoby a dvě z těchto „cest“ zahrnují právě berylium. Teoretické modely ukazují, že asi 10% veškerých slunečních neutrin pochází z těchto dvou procesů.

„Naše pozorování v podstatě potvrdila, že rozumíme tomu jak Slunce svítí,“ říká Frank Calaprice (Princenton University, USA), hlavní výzkumník týmu. A dodává, že tyto výsledky rovněž ujišťují vědce o tom, že správně chápou také ostatní procesy vzniku slunečního záření.

Zdroj:
news@nature.com
space.com