了解我们太阳的“氢气燃烧”力量-80多年后的成功

时间：2022-05-24 11:25:07 来源：

Borexino检测器与太阳结合使用。

经过80多年的实验确定了Bethe-Weizsäcker循环之后，成功与Boresino合作的德累斯顿大学的科学家也参与其中。

恒星通过将氢转化成氦气，通过核聚变产生能量，这一过程被研究人员称为“氢燃烧”。进行这种聚变反应的方法有两种：一方面，所谓的pp循环（质子-质子反应）和贝特·魏兹萨克循环（也称为CNO循环），其衍生自碳（C）元素，氮（N）和氧（O））。

pp循环是我们太阳中的主要能源，每密尔中只有约1.6的能量来自CNO循环。但是，标准太阳模型（SSM）预测CNO循环可能是大得多的恒星中的主要反应。早在1930年代，物理学家Hans Bethe和Carl Friedrich vonWeizsäcker就从理论上预测了这一周期，随后以这两位先生的名字命名。尽管pp循环早在1992年的GALLEX实验中就已经得到了实验证明，但在Gran Sasso地块中，CNO循环的实验证明到目前为止还没有成功。

pp循环和CNO循环都会产生无数的中微子-非常轻且电中性的基本粒子。中微子几乎不与其他物质相互作用，这一事实使它们能够以几乎光速离开太阳内部，并不受阻碍地将有关其起源的信息传输到地球。在这里，鬼粒子只剩下要捕获的内容。这是一项相当复杂的工作，只有在全球范围内的一些大规模实验中才有可能，因为中微子会在装满水，矿物油和其他物质（也称为闪烁体）的混合物的巨大储罐中显示为小的闪光。。对测量数据的评估很复杂，类似于在大海捞针中寻找针头。

与以前和正在进行的所有太阳中微子实验相比，Boresinoino是世界上第一个也是唯一一个能够实时，以高统计能力实时测量这些不同成分的实验。本周，Borexino的研究合作取得了巨大的成功：在著名的科学杂志自然中，他们展示了首次对CNO中微子进行实验检测的结果，这是中微子研究的一个里程碑。

德累斯顿物理学家Kai Zuber教授是一位充满激情的中微子猎人。

他参与了全球许多不同的实验，例如加拿大的SNO合作，该合作因发现中微子质量而获得了诺贝尔奖。现在，他和他的同事Mikko Meyer博士和Jan Thurn博士在Borexino上首次成功地通过实验证明了CNO中微子，这是Zuber科学事业的另一个重要里程碑：“实际上，我现在已经实现了我想像和希望的一切。在我的余生中，我（几乎）不再相信太阳中微子研究方面的重大新发现。但是，我想继续进行实验的优化，在这里，德累斯顿的Felsenkeller加速器起着极其重要的作用。可以肯定的是，将来我们将能够进行更精确的太阳测量。”

欲了解更多有关此研究的信息，请阅读中微子产生宇宙CNO能量产生机理的第一个实验证据。

参考：Borexino协作组织于2020年11月25日在Nature.DOI上发表的“太阳在CNO聚变循环中产生中微子的实验证据”。
10.1038 / s41586-020-2934-0

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