Согласно теории, протон-протонная цепочка должна быть основным
источником энергии в звёздах, сравнимых по размеру с Солнцем (или менее
крупных). В более массивных светилах значительный вклад в
энерговыделение даёт другой цикл преобразования водорода в гелий —
углеродно-азотно-кислородный (CNO). Спектр нейтрино, испускаемых в
реакциях этого цикла, можно представить как сумму трёх непрерывных
спектров с конечными энергиями в 1,19, 1,73 и 1,74 МэВ. Хотя в случае
Солнца общий поток нейтрино от CNO-процесса сравним с потоком νе от pep-реакции, выделять CNO-частицы, лишённые выраженных характерных особенностей, сложнее.
Схема детектора Borexino (иллюстрация Borexino Collaboration).
Эксперимент Borexino, ориентированный на обнаружение солнечных
нейтрино, проводится в подземной итальянской Национальной лаборатории
Гран-Сассо, защищённой мощным слоем горных пород, задерживающим частицы
космических лучей. Сам детектор Borexino имеет комплексную структуру,
центральным элементом которой служит нейлоновая сфера диаметром в 8,5
м, удерживающая 278 т жидкого сцинтиллятора — псевдокумола с добавками
дифенилоксазола. Этот объём отделён от 2 200 фотоэлектронных
умножителей (ФЭУ), регистрирующих сцинтилляционные фотоны, слоем
буферной жидкости массой в 890 т, заключённой в сферу из нержавеющей
стали диаметром 13,7 м. На внешней поверхности стальной конструкции,
которая размещается в огромной ёмкости, заполненной 2 400 т сверхчистой
воды, установлены ещё 200 ФЭУ, предназначенных для защиты от мюонного
фона.
Сейчас участники Borexino, обработавшие данные, собранные за два с
половиной года, сообщают о том, что им впервые удалось зарегистрировать
солнечные нейтрино с энергией в диапазоне 1,0–1,5 МэВ. Частоту
взаимодействий νе от pep-реакции в
детекторе они оценили в 3,1 ± 0,6 (стат.) ± 0,3 (сист.)
отсчёта/(день•100 тонн). CNO-нейтрино, как и ожидалось, обнаружены не
были, и физики смогли установить только верхний порог частоты их
взаимодействий: она не должна превышать 7,9 отсчёта/(день•100 тонн).
Если эти результаты ввести в модель нейтринных осцилляций,
учитывающую эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна, можно рассчитать
поток pep-нейтрино, равный (1,6 ± 0,3)•108 см–2•с–1 (у CNO-частиц поток будет составлять меньше 7,7•108 см–2•с–1). Такие величины хорошо согласуются со Стандартной солнечной моделью.
По материалам: Physical Review Letters
|