Termobranduolinės sintezės reakcija kurios metu protonai ir lengvi elementai gali suformuoti naujus branduolius vyksta esant maždaug 15 mln. ºC temperatūrai. Saulėje po kelių tokių virsmų vandenilis galiausiai tampa heliu ir tuo metu išspinduliuojama apie 25 mln kartų daugiau energijos negu išspinduliuotų gramas trotilo naftos ar anglies.
„Kol neutrinai neturinčios krūvio elementariosios dalelės užtrunka vos 8 minutes tam kad pasiektų Žemę. Saulės centre susidariusi šiluminė energija šviesos pavidalu pasirodo tik praėjus maždaug 50 tūkst metų kai difuzijos būdu pasiekia Saulės paviršių“. – pasakoja Virdžinijos politechnikos instituto ir valstijos universiteto profesorius Briusas Vogelaras (Bruce Vogelaar).
„Vienintelis būdas įrodyti šio Saulės energijos susidarymo modelio pagrįstumą yra neutrinų stebėjimas nes pastarieji dėl menkos sąveikos su medžiaga lengvai prasiskverbia pro Saulę. – tęsia B. Vogelaras. – Ypač domina berilio 7Be skilimo neutrinai“.
Būdwell šiuos neutrinus Virdžinijos universiteto mokslininkai ir jų kolegos pirmąkart tiesiogiai stebėjo po Apeninų kalnų Gran Saso viršukalne įrengtame didžiuliame Borexino detektoriuje. Detektorių sudaro 1,324 mln litrų organinio skysčio o neutrinas užfiksuojamas kai šis susiduria su elektronu ir išspinduliuojama šviesa. Tam tikslui naudojami 2200 fotodaviklių.
„Saulė išspinduliuoja daugybę įvairios energijos neutrinų. Apie 10 milijardų jų kas sekundę pereina per jūsų nykščio nagą“. – tikina profesorius.
Ankstesnės detektorių technologijos nebuvo tokios veiksmingos ir neleido išskirti mažos energijos neutrinų signalų iš bendro aplinkos fono kurį sudaro ir pats detektorius ir kosminiai spinduliai. Siekiant išvengti pastarųjų poveikio detektorius pastatytas giliai po kalnais. Mokslininkai dirbantys šiame projekte išvystė ir pritaikė naują technologiją kuri iš esmės pašalina radioaktyvių medžiagų pėdsakus o tai leidžia sėkmingai užfiksuoti mažos energijos neutrinus.
Šiuo atveju reikalingas grynumas yra tiesiog stulbinantis – kelis milijonus kartų didesnis negu įprastai pasiekiamas net ir naudojant ypatingas gryninimo technologijas puslaidininkių pramonėje. Kita didelė problema mėginant užfiksuoti mažos energijos neutrinus yra natūraliai detektoriaus organiniame skystyje esanti anglis kuri turi milijoną kartų daugiau radioaktyvaus izotopo 14C negu leidžiama šiam detektoriui.
To paties universiteto profesorius Radžu Raghavanas (Raju Raghavan) pirmasis pasiekė persilaužimą kuriant metodus kuriais būtų galima pakankamai sumažinti radioaktyvių medžiagų taršą bei išvengti radioaktyvių anglies izotopų. Padedamas kolegų iš Pavios universiteto (Italija) jis sugalvojo naują gryninimo ir medžiagų apibūdinimo metodą kuris pirmąkart aiškiai parodė jog tokių sunkiųjų metalų kaip radioaktyvus uranas bei toris tirpumas nepoliniuose skysčiuose yra milijoną kartų mažesnis negu manyta anksčiau. Šis faktas suteikia daugiau galimybių Borexino detektoriui.
Kadangi radioaktyvūs anglies izotopai negali būti chemiškai išgryninti iš įprastinės anglies. R. Raghvanas apėjo šią problemą teigdamas jog iš naftos cheminių produktų išgauti organiniai skysčiai privalo turėti kur kas mažiau radioaktyvios anglies izotopų nei įprastai dėl jų ilgo buvimo giliai žemėje. Mokslininkas ir jo kolegos iš Toronto universiteto išplėtojo metodą kuriuo sėkmingai tai parodė o grynumas pasiekė reikalingą Borexino lygį.
„Rezultatai laboratorijos mastu parodė mažos energijos neutrinų spektroskopijos galimybes Borexino detektoriuje bei pagrindė kelią investicijoms dideliam eksperimentui. – pasakoja R. Raghavanas. – Šie naujieji metodai taip pat padarė poveikį komercinėms technologijoms kurių šiuo metu reikia“. Kaip pavyzdį galima pateikti tai jog mokslininkas išsprendė radioaktyviojo natrio taršos problemą fotolitografinėje chemijoje kuria remiamasi gaminant lustus mikroelektronikos pramonei.
Borexino projektas jau gyvuoja 20 metų ir vienija daugiau kaip 100 mokslininkų iš JAV. Italijos. Prancūzijos. Vokietijos. Rusijos bei Lenkijos; jiems vadovauja Džianpaolas Belinis (Gianpaolo Bellini) iš Milano universiteto.
„Moksliniai ir technologiniai Borexino laimėjimai yra tarptautinio bendradarbiavimo bei sumanumo atkaklumo siekiant savo tikslo daugiau nei 20 metų prasmės įrodymas. – džiaugiasi profesorius B. Vogelaras. – Tikimės jog informacija apie 7Be neutrinus detaliai tiespaaiškins Saulės energijos ciklą ir susies šviesą su paties neutrino prigimtimi“.
Related article:
http://mokslas.wordpress.com/2007/09/07/mazos-energijos-neutrinai-sauleje-m/
comments | Add comment | Report as Spam
|