Odkryto sposób, w jaki Słońce emituje energię. W eksperymencie brali udział Polacy
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
- 2020-11-10: Przełomowe odkrycie naukowców. Wokół gwiazd podobnych do Słońca krąży co najmniej 300 mln planet nadających się do zamieszkania [DEPESZA]
- 2020-10-30: Zaprojektowano wysoce wydajny i bezpieczny atomowy napęd rakietowy. Lot na Marsa może potrwać zaledwie trzy miesiące [DEPESZA]
- 2020-10-14: Naukowcy odkryli 24 planety z potencjalnie lepszymi warunkami do życia niż na Ziemi. Na kolonizację mamy już mniej niż 100 lat
- 2020-10-08: Jeszcze w tym roku mają ruszyć pierwsze testy jądrowego napędu termicznego. Może on znacznie skrócić czas podróży na Księżyc [DEPESZA]
- 2020-10-12: Kwantowa teoria grawitacji może zmienić rozumienie czasu i przestrzeni. Pozwoli opracować m.in. nowe metody geolokalizacji
- 2020-09-07: Detektory kosmiczne wykryły największe z dotychczasowych źródeł fal grawitacyjnych. Zdaniem naukowców zdarzenie jest bardzo nietypowe [DEPESZA]
- 2020-08-26: Największe kraje pracują nad bronią antysatelitarną. Jej użycie może być groźne dla całej gospodarki światowej
- 2020-08-26: Półtora roku na połączenie Orlenu i Lotosu. Kierowcy mogą pośrednio skorzystać na tej fuzji
- 2020-08-24: Czeka nas nowa era odkryć w kosmosie. Nowy teleskop Jamesa Webba pozwoli zrozumieć tajemnice Wszechświata i znaleźć życie poza Ziemią
- 2020-08-11: Internet satelitarny pozwoli połączyć się z siecią z dowolnego miejsca na świecie. Jeszcze w sierpniu ruszą testy technologii
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

E-commerce

Nowe technologie zacierają różnicę między tradycyjnymi a wirtualnymi zakupami. W innowacyjne systemy inwestują firmy odzieżowe i obuwnicze
Sklepy odzieżowe i obuwnicze w coraz większym stopniu wykorzystują sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe. W ten sposób mogą zmaksymalizować doświadczenie zakupowe użytkowników oraz usprawnić procesy sprzedaży za pomocą analiz predykcyjnych i sterowanych procesów sprzedaży. Inteligentni asystenci cyfrowi polecają klientom ubrania na podstawie ich wzrostu i wagi, autonomiczne szatnie same dostarczają wybraną odzież, zaś w sklepach obuwniczych, dzięki skanowi stopy w 3D, klient nie musi mierzyć butów, system sam znajdzie mu odpowiedni rozmiar w zależności od marki.
Medycyna
Sztuczne płuca ratują życie chorych na COVID-19. Zebrane w czasie pandemii doświadczenia posłużą opracowaniu nowoczesnych urządzeń medycznych

Dzięki procedurze ECMO, czyli zewnątrzustrojowemu natlenianiu krwi, można uratować życie chorych na COVID-19, którym nie można już podłączyć respiratora. Leczenie to od lat jest znane w kardiochirurgii, ale jak twierdzą specjaliści, zastosowanie go w innej dziedzinie medycyny da dostęp do wiedzy, dzięki której najpóźniej za półtora roku powstaną nowe technologie medyczne. Potrzeba opracowania nowych procedur jest tym większa, że w wyniku pandemii znacznie pogorszyła się opieka nad pacjentami z zawałami serca.