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

Partner serwisu

Venture Cafe Warsaw

Regionalne - Mazowieckie

Roboty rehabilitacyjne pozwalają pacjentom po urazach kręgosłupa wstać z wózka. W Polsce jest jedno takie urządzenie sterowane myślą

– Pacjent z urazem rdzenia kręgowego nie w każdym przypadku jest dziś skazany na wózek inwalidzki – wskazuje Jacek Walukiewicz, prezes Constance Care. Dla części z nich szansą na powrót do sprawności są innowacyjne metody rehabilitacji, zwłaszcza z wykorzystaniem egzoszkieletów i robotów. Jednym z najbardziej zaawansowanych technologicznie urządzeń jest opracowany w Japonii, sterowany myślą egzoszkielet HAL, który wzmacnia impuls elektryczny wysyłany przez mózg do mięśni kończyn dolnych. W Polsce jest na razie tylko jedno tego typu urządzenie. Jednak rynek robotyki rehabilitacyjnej na całym świecie rozwija się błyskawicznie – do 2026 roku jego wartość ma już wzrosnąć z obecnych 530 mln do ponad 2,6 mld dol.

Finanse

Innowacyjne pomysły z Polski Wschodniej mogą liczyć na unijne wsparcie. PARP pomaga młodym firmom w debiucie na rynku

Każdy, kto ma pomysł na innowacyjny produkt bądź usługę i założy działalność gospodarczą w jednym z województw Polski Wschodniej, może ubiegać się o wsparcie w Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości. W ramach programu Platformy Startowe otrzyma ekspercką pomoc, dzięki której rozwinie swój pomysł w rentowny model biznesowy. Po zakończeniu etapu inkubacji może się też starać o dalsze dofinansowanie w wysokości 1 mln zł na rozpoczęcie seryjnej produkcji i ekspansji. – W aktualnej edycji Platform Startowych już ok. 900 start-upów zakończyło program inkubacji i są gotowe do rynkowego wdrożenia swoich produktów – mówi Sebastian Wojewódzki z PARP.

Infrastruktura

Gen. W. Nowak: Wskazanie dostawcy wysokiego ryzyka nie zapewni bezpieczeństwa technologii. Ustawa o cyberbezpieczeństwie wymaga dalszych prac [DEPESZA]

– Każdy system, nieważne z jakich urządzeń się składa, można odpowiednio zabezpieczyć – ocenia gen. Włodzimierz Nowak, ekspert ds. cyberbezpieczeństwa, nawiązując do proponowanej przez rząd oceny ryzyka dostawców sprzętu i technologii. Jego zdaniem skupianie się jedynie na dostawcy to tylko dotykanie wierzchołka góry lodowej, bo czynników ryzyka jest znacznie więcej. Zapisy ustawy o krajowym systemie cyberbezpieczeństwa wskazują, że jeśli firma technologiczna zostanie uznana za dostawcę wysokiego ryzyka, będzie de facto wykluczona z polskiego rynku, a operatorzy telekomunikacyjni będą musieli zrezygnować z jej urządzeń i usług. Kryteria oceny w dużej mierze są oparte na kwestiach przynależności państwowej, co według części ekspertów jest wymierzone w koncerny chińskie.