Ученые в лаборатории смогли заглянуть в «душу» Солнца

Международный коллектив исследователей, в котором присутствуют и российские ученые, представил результаты своих исследований низкоэнергетических солнечных нейтрино в условиях земной лаборатории. В отличие от поверхности Солнца, излучающего в основном фотоны, центр звезды испускает главным образом нейтрино. За восемь минут эти частицы достигают Земли со скоростью, близкой к световой (вопрос о скорости и массе нейтрино остается открытым).

«Если глаза — зеркало души, то с помощью этих нейтрино мы ищем не только "лицо", но и ядро Солнца. Мы заглянули прямо в "душу" Солнца», — заключил Андрэа Покар (Andrea Pocar), один из участников исследования, опубликованного в журнале Nature.

Основная трудность, которую не могли разрешить ученые, заключалась в том, что солнечных нейтрино, регистрируемых на Земле, оказалось примерно в три раза меньше, чем предсказывает cтандартная модель Солнца. Как считается, это связано с тем, что по пути от Солнца до Земли электронные нейтрино осциллировали в мюонные и таонные нейтрино, а также с эффектом Михеева-Смирнова-Вольфенштейна. Кроме того, нейтрино участвуют только в слабом (и, вероятно, гравитационном) взаимодействии, поэтому их чрезвычайно трудно наблюдать в эксперименте. Ученым удалось существенно продвинуться в экспериментальном доказательстве правильности современных взглядов на природу солнечных нейтрино и подтвердить стандартную модель звезды.

Физики смогли в рамках эксперимента Borexino наблюдать низкоэнергетические нейтрино, образующиеся в центре Солнца. Ученые регистрировали нейтрино, которые образуются в результате взаимодействия двух протонов. В таком процессе кроме низкоэнергетической частицы образуется дейтерий — изотоп водорода. Непосредственно на установке регистрировались следы электрон-нейтринного рассеяния (электрон, как и нейтрино, относится к классу лептонов и поэтому участвует в слабом взаимодействии).

В рамках эксперимента Borexino физики изначально планировали исследовать солнечные нейтрино, образующиеся в результате реакции бериллия-7 с электроном. В результате такого процесса рождаются литий-7 и электронное нейтрино.