ボレキシノ検出器は、地球上で最も放射線のない場所です。クレジット:Borexino コラボレーション。 星は水素をヘリウムに融合させることで大量のエネルギーを生成します。陽子-陽子連鎖として知られるこのプロセスは、太陽のエネルギー生成を支配していると考えられていますが、1990 年以来、物理学者は 2 番目のプロセスも発生するに違いないと理論化しています。炭素・窒素・酸素（CNO）サイクルとして知られるこのプロセスは、太陽のエネルギーのわずか 1% を担うと考えられています。
科学者たちは歴史的な研究で、このこれまで知られていないとらえどころのないプロセスからニュートリノが発生していることを確認しました。
太陽の完全な理解に一歩近づきました
この二次核融合サイクルからニュートリノ（電子に非常に似ているが、電荷を持たず質量が非常に小さい素粒子）を検出することは、非常に困難でした。イタリア中部にあるイタリア国立核物理研究所 (INFN) のグランサッソ素粒子物理学研究室にある高感度検出器で科学者たちがこれらの小さな粒子を検出できるようになったのは、技術が進歩してからです。
アペニン山脈の地下深くに埋もれた INFN 研究所は、世界最大の地下研究センターです。これは、巨大なニュートリノ検出器を宇宙線やその他の背景放射線から隔離するためです。毎秒数兆個のニュートリノがINFNの超高感度ボレキシーノ検出器を通過します。しかし、暗い300トンの水槽の中で核崩壊によって生じる微かな光を探しても、毎日数個しか検出できない。
Borexino 検出器を使用する物理学者は、太陽の主な陽子間連鎖反応 (水素が融合してヘリウムに分解される前にベリリウム、リチウム、ホウ素を生成する) からのニュートリノを数十年にわたって測定しています。しかし、私たちの太陽は比較的低温であり、そのエネルギーのわずか 1% しか占めていないため、CNO サイクルからのニュートリノを発見するのははるかに困難です。
しかし、Borexino 検出器 (すでに巨大でした) を拡大し、感度を向上させた後、物理学者は CNO サイクルの特徴的なエネルギーで 7 つのニュートリノを検出できるようになりました。
これは、CNO サイクルが太陽で活動していることを示す最初の直接的な証拠であり、おそらく他の星でも活動していると考えられます。実際、CNO サイクルは非常に大きな星では支配的なサイクルです。現在、科学者たちはCNOニュートリノを検出したので、星の中心部にある酸素、炭素、窒素の存在量を測定できるようになります。その過程で、彼らは何が星を動かすのか、そもそもどのように星が形成されるのかをよりよく理解できるようになります。
「CNOサイクルでは、水素の核融合は炭素、窒素、酸素によって触媒されるため、その速度と放出されるCNOニュートリノの束は太陽核内のこれらの元素の存在量に直接依存します。したがって、この結果はCNOニュートリノを使用した太陽の金属性の直接測定への道を開くものです」とボレキシノ・コラボレーションに所属する物理学者らはネイチャー誌に書いた。
ティビ プイウ
ティビは科学ジャーナリストであり、ZME Science の共同創設者です。彼は主に新興テクノロジー、物理学、気候、宇宙について執筆しています。ティビは余暇に、コンピューターで奇妙な音楽を作成したり、猫の毛づくろいをしたりするのが好きです。彼は機械工学の学士号と再生可能エネルギー システムの修士号を取得しています。
