Newsy

Odkryto sposób, w jaki Słońce emituje energię. W eksperymencie brali udział Polacy

2020-11-30  |  06:00
Wszystkie newsy
Źródło: NASA's Goddard Space Flight Center

Eksperyment Borexino prowadzony przez zespół naukowców w podziemnym laboratorium w Gran Sasso włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej pozwolił udowodnić na drodze eksperymentalnej, że gwiazdy większe od Słońca wytwarzają energię na drodze cyklu węglowo-azotowo-tlenowego. Tym samym potwierdzono, że gwiazdy generują energię na co najmniej dwa sposoby, co z kolei pozwoli zrozumieć ich funkcjonowanie. W pracach nad tym przełomowym odkryciem współuczestniczyli polscy fizycy.

– W końcu mamy pierwsze przełomowe, eksperymentalne potwierdzenie tego, w jaki sposób wytwarzają energię gwiazdy cięższe od Słońca – podkreśla Gianpaolo Bellini, profesor na Uniwersytecie w Mediolanie. – To kulminacja trzydziestoletnich wysiłków, zapoczątkowanych w 1990 roku, i ponad 10 lat odkryć Borexino w dziedzinie fizyki Słońca, neutrin i wreszcie gwiazd.

W ramach eksperymentu Borexino włoscy naukowcy przyjrzeli się procesowi fuzji jądrowej zachodzącemu wewnątrz Słońca, który odpowiada za generowanie energii emitowanej przez gwiazdę. W przypadku obiektów tej wielkości fuzja w 99 proc. przebiega na drodze łączenia się ze sobą atomów wodoru, które przekształcają się w hel, pierwiastek o większej masie, uwalniając w trakcie tego procesu duże ilości energii.

Głównym zadaniem Borexino było zbadanie pełnego spektrum strumienia neutrin powstającego podczas fuzji termojądrowej zachodzącej wewnątrz Słońca. Dogłębna analiza pozwoliła potwierdzić hipotezy dotyczące cyklu węglowo-azotowo-tlenowego (CNO) jako alternatywnego źródła energii pochodzenia słonecznego. Naukowcom udało się zarejestrować strumień neutrin generowanych na drodze cyklu CNO, udowadniając jego istnienie, a co za tym idzie, potwierdzając hipotezę dotyczącą reakcji termojądrowych wewnątrz masywnych gwiazd, których katalizatorami są atomy węgla, azotu oraz tlenu.

– Pomimo osiągniętych wcześniej wyjątkowych sukcesów i dysponując już niezwykle czystym i czułym detektorem, musieliśmy nadal ciężko pracować nad poprawieniem eliminowania i zrozumienia źródeł tła [procesów imitujących sygnał od neutrin, np. promieniowania kosmicznego – przyp. red.]. To pozwoliło zidentyfikować neutrina z cyklu CNO – tłumaczy Gioacchino Ranucci, badacz z sekcji INFN w Mediolanie, rzecznik prasowy projektu Borexino.

Polscy naukowcy z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie wraz z ekspertami z Instytutu Fizyki Jądrowej im. Maxa Plancka w Heidelbergu oraz Uniwersytetu w Princeton byli odpowiedzialni za proces projektowania oraz konstruowania detektora do wykrywania strumieni neutrin na potrzeby eksperymentu Borexino. To dzięki wysokiej czułości tego urządzenia udało się uchwycić wąski strumień neutrin z cyklu CNO.

Przy projektowaniu detektora zdecydowano się na konstrukcję warstwową, aby zapewnić maksymalną radioczystość pomiaru. Dzięki temu stężenie radioizotopów w 300-tonowym ciekłym scyntylatorze jest przeszło o 18 rzędów wielkości niższe niż w wodzie mineralnej, co pozwoliło przeprowadzić pomiary o niespotykanej dotąd czułości.

– Wykrycie neutrin słonecznych produkowanych w cyklu CNO przez Borexino jest zwieńczeniem wieloletnich wysiłków, które doprowadziły nas do wykorzystania technologii ciekłego scyntylatora w nieosiągalny do tej pory sposób i uczynienia detektora Borexino najmniej radioaktywnym miejscem na Ziemi – przekonuje Marco Pallavicini, profesor na Uniwersytecie w Genui i członek zarządu INFN, obecnie współrzecznik eksperymentu.

Po raz pierwszy hipotezę dotyczącą istnienia cyklu CNO wewnątrz masywnych gwiazd wysunęli w 1938 roku naukowcy Hans Bethe oraz Carl von Weizsaecker. Eksperyment Borexino pozwolił potwierdzić tę teorię na polu eksperymentalnym. Choć cykl CNO odgrywa niewielką rolę w przypadku Słońca, ma kluczowe znaczenie dla życia i ewolucji bardziej masywnych gwiazd. To z kolei może pomóc lepiej zrozumieć pochodzenie cięższych pierwiastków, które umożliwiają życie na Ziemi.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Transport

Polacy z niejednoznacznymi opiniami na temat autonomicznych pojazdów. Wiedzą o korzyściach, ale zgłaszają też obawy

Polacy widzą w pojazdach autonomicznych szansę na poprawę bezpieczeństwa na drogach i zwiększenie mobilności osób starszych czy z niepełnosprawnościami. Jednocześnie rozwojowi technologii AV towarzyszą obawy, m.in. o utratę kontroli nad pojazdem czy o większą awaryjność niż w przypadku tradycyjnych aut – wynika z prowadzonych przez Łukasiewicz – PIMOT badań na temat akceptacji społecznej dla AV. Te obawy wskazują, że rozwojowi technologii powinna także towarzyszyć edukacja, zarówno kierowców, jak i pasażerów. Eksperci mówią także o konieczności transparentnego informowania o możliwościach i ograniczeniach AV.

Prawo

Adaptacje poddaszy bez odpowiednich zabezpieczeń to realne zagrożenie pożarowe. Eksperci apelują o lepsze egzekwowanie przepisów

Z danych Państwowej Straży Pożarnej wynika, że w okresie od 1 stycznia do 13 lipca 2025 roku doszło do blisko 77 tys. pożarów. Ponad 17 tys. wybuchło w budynkach mieszkalnych, co jest nieco wyższym wynikiem niż rok temu. Ogień zbyt łatwo rozprzestrzenia się przez nieodpowiednio zabezpieczone kanały wentylacyjne i trasy kablowe. Źródłem problemów są także zaadaptowane poddasza bez zabezpieczeń przeciwpożarowych czy dachy z instalacjami fotowoltaicznymi.

Finanse

Zdecydowane odbicie w liczbie ofert pracy dla programistów. Wynagrodzenia rosną, ale nie wrócą na dotychczasowe poziomy

Po 2,5 roku perturbacji na rynek pracy w branży IT wracają wzrosty. Jak wynika z danych JustJoin.IT, w I połowie tego roku na tym portalu odnotowano blisko 70-proc. wzrost liczby ofert pracy w porównaniu do sytuacji sprzed roku. W górę idą także płace, chociaż eksperci wskazują, że dynamika nie jest tak wysoka jak kilka lat temu. Wciąż trudności ze znalezieniem pracy mają pracownicy dopiero zaczynający karierę w branży.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.