बोरेक्सिनो सहयोग पीट न्यूट्रीनो का पता लगाता है

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सौर न्युट्रीनो भौतिकी पिछले एक दशक में शांत हो गई है। हालांकि पता लगाना मुश्किल है, वे सौर कोर की सबसे प्रत्यक्ष जांच प्रदान करते हैं। एक बार खगोलविदों ने उनका पता लगाना सीख लिया और सौर न्यूट्रिनो समस्या को हल कर दिया, वे मुख्य परमाणु प्रतिक्रिया के बारे में अपनी समझ की पुष्टि करने में सक्षम थे जो सूर्य, प्रोटॉन-प्रोटॉन (पीपी) प्रतिक्रिया को शक्ति प्रदान करता है। लेकिन अब, खगोलविदों ने पहली बार, दूसरे के न्यूट्रिनो का पता लगाया है, दूर की परमाणु प्रतिक्रिया, प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन-प्रोटॉन (पेप) प्रतिक्रिया।

किसी भी समय, कई अलग-अलग संलयन प्रक्रियाएं सूर्य के हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित कर रही हैं, जिससे ऊर्जा एक उपोत्पाद के रूप में बन रही है। मुख्य प्रतिक्रिया के लिए ड्यूटेरियम के निर्माण की आवश्यकता होती है (नाभिक में एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन के साथ हाइड्रोजन) घटनाओं की एक श्रृंखला में पहला कदम के रूप में जो स्थिर हीलियम के निर्माण की ओर जाता है। यह आमतौर पर दो प्रोटॉन के संलयन से होता है जो एक पॉज़िट्रॉन, एक न्यूट्रिनो और एक फोटॉन को बाहर निकालता है। हालांकि, परमाणु भौतिकविदों ने आवश्यक ड्यूटेरियम बनाने की एक वैकल्पिक विधि की भविष्यवाणी की। इसमें एक प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन पहले फ्यूज होते हैं, एक न्यूट्रॉन और एक न्यूट्रिनो बनाते हैं, और फिर वे एक दूसरे प्रोटॉन के साथ जुड़ते हैं। सौर मॉडलों के आधार पर, उन्होंने भविष्यवाणी की कि इस प्रक्रिया से सभी Deuterium का केवल 0.23% ही निर्मित होगा। न्यूट्रिनों की पहले से ही मायावी प्रकृति को देखते हुए, कम उत्पादन दर ने इन पेप न्यूट्रिनो को और भी मुश्किल बना दिया है।

हालांकि, उनका पता लगाना कठिन हो सकता है, पीपी न्युट्रीनो पीपी प्रतिक्रिया द्वारा निर्मित लोगों से आसानी से अलग हैं। मुख्य अंतर वह ऊर्जा है जो वे ले जाते हैं। पीपी प्रतिक्रिया से न्यूट्रिनो में अधिकतम 0.42 MeV तक की ऊर्जा होती है, जबकि पेप न्यूट्रिनो 1.44 MeV का चयन करते हैं।

हालांकि, इन न्यूट्रिनों को बाहर निकालने के लिए, टीम को कॉस्मिक किरणों से संकेतों के डेटा को सावधानीपूर्वक साफ़ करना था जो मुआन बनाते हैं जो तब डिटेक्टर के अंदर कार्बन के साथ बातचीत कर सकते हैं ताकि समान ऊर्जा के साथ न्यूट्रिनो उत्पन्न हो सके जो कि एक झूठी सकारात्मक बना सके। इसके अलावा, यह प्रक्रिया एक नि: शुल्क न्यूट्रॉन भी बनाएगी। इन्हें खत्म करने के लिए, टीम ने न्यूट्रिनों के सभी संकेतों को खारिज कर दिया, जो कि एक मुफ्त न्यूट्रॉन का पता लगाने से कुछ ही समय के भीतर हुआ था। कुल मिलाकर, यह इंगित करता है कि डिटेक्टर को प्रति दिन 4,300 म्यूओन्स से गुजरना प्राप्त हुआ, जो प्रति 100 टन डिटेक्टर में 27 न्यूट्रॉन उत्पन्न करेगा, और इसी तरह, 27 गलत सकारात्मक।

इन निरोधों को हटाते हुए, टीम को अभी भी उपयुक्त ऊर्जा के साथ न्यूट्रिनो का संकेत मिला और इसका उपयोग प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर से होकर बहने वाले पेप न्यूट्रिनो की कुल मात्रा का अनुमान लगाने के लिए लगभग 1.6 बिलियन, प्रति सेकंड है, जो उन्होंने नोट की भविष्यवाणियों के अनुरूप है। मानक मॉडल द्वारा सूर्य के आंतरिक कामकाज का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

इसके अलावा खगोलविदों ने सूर्य को शक्ति प्रदान करने वाली प्रक्रियाओं की समझ की पुष्टि करते हुए, यह खोज एक अन्य संलयन प्रक्रिया, CNO चक्र पर भी बाधाएं डालती है। जबकि इस प्रक्रिया के सूर्य में मामूली होने की उम्मीद है (सभी हीलियम का केवल ~ 2% का उत्पादन किया जाता है), यह गर्म, अधिक बड़े सितारों में अधिक कुशल होने की उम्मीद है और सूर्य की तुलना में 50% अधिक द्रव्यमान वाले सितारों में हावी है। इस प्रक्रिया की सीमाओं को बेहतर ढंग से समझने से खगोलविदों को यह स्पष्ट करने में मदद मिलेगी कि वे सितारे कैसे काम करते हैं।

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