Neutrinoer är laddningslösa partiklar med ungefär en massa ungefär en miljonedel av en elektron som skapas av de kärnprocesser som sker i solen och andra stjärnor. Dessa partiklar beskrivs ofta färgstarkt som "spöken" i partikelzoo eftersom de interagerar så svagt med materia. Ett papper publicerat i EPJ C av Borexino -samarbetet - inklusive XueFeng Ding, Postdoc Associate of Physics vid Princeton University, USA-dokumenterar försöken med Borexino-experimentet att mäta lågenergi-neutriner från solens kol-kväve-syre (CNO) cykel för första gången.

"Detta jätteinstrument, begravd under Gran Sasso -bergen i Gran Sasso National Laboratory i Italien, fångar spökliknande neutrinoer från en så kallad CNO-process mitt i solens mitt, "Ding förklarar." Vi gjorde tiotusentals simuleringar och förutspådde att vi skulle kunna bevisa att dessa "CNO" -spöken existerar för första gången i mänsklighetens historia. "

Solen producerar energi genom att omvandla fyra vätekärnor till en heliumkärna genom två mekanismer. Majoriteten av energin som produceras av solen initieras genom direkt sammansmältning av två protoner till ett deuteron, starta pp -kedjan, den andra mekanismen katalyseras av tyngre kärnor, som kol, kväve och syre, känd som CNO -cykeln - som producerar cirka 1% av vår stjärnas energiproduktion. Förutom detta lilla energibidrag, CNO -cykeln bör också producera cirka 1% av neutrinoerna som strömmar från solen.

"Neutrinoer från CNO -cykelprocessen i solen hade förblivit i huvudsak hypotetiska fram till den senaste rapporten från Borexino om Neutrino 2020 -konferensen, "Säger Ding." Borexino har letat efter CNO -neutriner sedan 2016 efter att värmeisoleringssystemet och det aktiva temperaturkontrollsystemet installerades. Detta dokument rapporterar en kvantitativ studie om Borexino -känsligheten vid sökning efter CNO -neutrinoer och förklarar metodiken. "

Eftersom solen i sig bara har en 1% CNO -gren, och eftersom neutriner redan är otroligt svåra att upptäcka, det har i princip inte gjorts någon mätning av själva CNO -processen, även om det antas vara den dominerande energiproduktionsvägen i stjärnor som är mycket mer massiv än solen. Att upptäcka neutriner från CNO -cykeln kommer att lära forskare mycket mer om det, i sin tur avslöjar hemligheterna som är låsta under ytan på universums mest massiva stjärnor.