Текст уведомления здесь

Нейтринный детектор «Борексино» подтвердил металличность Солнца

Потоки нейтрино многое рассказали о физических процессах в нашем светиле.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые международной коллаборации «Борексино», в которой участвовали сотрудники МГУ им. М.В. Ломоносова и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», представили результаты десяти лет наблюдений за нейтрино в эксперименте «Борексино». Результаты подтвердили теоретические предсказания Стандартной солнечной модели и позволили глубже понять термоядерные процессы, идущие внутри Солнца. Соответствующая статья опубликована в Nature.

Хотя термоядерные реакции внутри Солнца жизненно важны для существования человечества, изучать эти процессы крайне сложно. 98 процентов их энергии высвобождается при слиянии ядер атомов водорода. При этом водород превращается в гелий с выделением большого количества различных частиц, включая фотоны. Однако те не достигают нас в исходном виде — они разогревают внешние слои светила и лишь такое, «вторичное» излучение доходит до нашей планеты. Нейтрино — единственная из частиц, выделяемых в процессе термоядерных реакций, которая долетает до Земли «в неизменном виде». Эти частицы способны проходить через вещество и магнитные поля, почти не взаимодействуя с ними, и доносить информацию о термоядерных процессах внутри Солнца.

Для регистрации нейтрино в мире существует несколько мегаустановок, в том числе — детектор «Борексино» (Borexino, Италия). Это нейлоновая сфера диаметром 8,5 метра, заполненная 300 тоннами чрезвычайно низкофонового жидкого сцинтиллятора, вещества, излучающего свет при поглощении ионизирующего излучения. Сфера окружена многими слоями защиты, оберегающими ее от излучений-«шумов». Из-за нее радиационный фон внутри детектора в сто миллиардов раз ниже, чем в окружающей среде. Однако нейтрино все еще под силу преодолеть такую систему защиты, а за их взаимодействиями со сцинтиллятором «наблюдают» 2200 фотоумножителей.

Детектор смог впервые измерить поток «бериллиевых» (излучаются при реакциях Be7 + e- Li7 + ve) нейтрино от Солнца с уникально высокой точностью 2,7 процента — в два раза более высокой, чем предсказания Стандартной солнечной модели (ССМ). Также ему удалось зарегистрировать сигнал от рер-нейтрино (образуется при слиянии протонов с участием электрона, p + e-+ p H2 + Ve). Он впервые зарегистрирован на уровне статистической значимости в пять сигм. Такой результат означает неоспоримую регистрацию частицы, когда ее существование считается надежно установленным. Ранее, до «Борексино», зарегистрировать ее столь же надежно, со столь же убедительной статистикой, просто не удавалось.

Кроме того, физики измерили энергию «борных» нейтрино (образуются в реакциях B8  B*8+ e+ + Ve) с наиболее низкого энергетического порога в 3,2 мегаэлектронвольта, недоступного другим нейтринным детекторам. Наконец, высокая точность измерений рр-нейтрино (возникают при слиянии протонов без стороннего электрона, p + p  H2 + e + + Ve) позволила впервые определить относительные частоты протекания разных вариантов реакций по итогам слияний пары протонов — в частности, выяснить вероятность образования различных изотопов гелия в итоге слияния пар протонов. Они оказались соответствующими предсказаниям Стандартной солнечной модели.

Наблюдения «Борескино» позволили не только независимо подтвердить факт квантовых осцилляций, то есть превращения одних видов нейтрино в другие, но и уточнить вероятность таких процессов в зависимости от энергии нейтрино и ряда других параметров.

Изучение солнечных нейтрино важно для таких областей науки, как физика Солнца и астрофизика. Например, данные о концентрации элементов тяжелее гелия (астрономы называют их «металлами») на Солнце, полученные спектроскопией и методами гелиосейсмологии, явно противоречили друг другу: первый метод дает меньшее содержание металлов, чем второй. Данные, полученные на «Борексино», указывают на достоверность модели Солнца с высокой концентрацией тяжелых химических элементов на уровне статистической значимости в две сигмы. Возможно, это станет первым шагом в решении давнего научного парадокса металличности Солнца.

Российские ученые внесли существенный вклад в развитие проекта в виде разработки, изготовления и внедрения электроники для сбора данных и мониторинга детектора, алгоритмов моделирования и анализа данных. В составе «Борексино» функционирует разработанный отечественными исследователями электронно-измерительный комплекс на базе быстрых оцифровщиков формы импульса. Ожидается, что «Борексино» продолжит собирать данные до 2020 года.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Российские ученые несколько суток следили за зубным протезом в трехмерном режиме

Новый метод «слежки» позволит определить, как различные имплантаты реагируют на химические и физические воздействия.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова и Ганноверского лазерного центра представили новый способ наблюдать за развитием зубных биопротезов с помощью сканирующей лазерной оптической томографии. Она позволяет до 63 часов подряд регистрировать, как меняется состояние клеток имплантата на трехмерной матрице, в частности, какие из них выживают, а какие погибают при определенных воздействиях. Научная статья опубликована в журнале PLoS ONE. [ ... ]

Читать полностью

Балканский анклав ледниковых бабочек лежит на совести фермеров

В разобщении ареала степной чернушки оказался виновен человек, а не ледники.
Добавить в закладки
Комментарии

Чешские зоологи совместно с исследователями из Германии и России оценили генофонды различных популяций бабочки степной чернушки (Proterebia afra). Они пришли к выводу, что балканские популяции этого вида не так давно постоянно взаимодействовали с бабочками из других частей ареала, а их изоляция произошла по вине человека. Научная статья опубликована в Biological Journal of the Linnean Society.

Степи — обширная природная зона Евразии, существовавшая и во время оледенения континента. Участки степей служили и служат рефугиумами — «убежищами» для видов, на большей части территории обитания которых установились неблагоприятные условия. Тем не менее палеогеография и палеоэкология степей исследована не слишком подробно в отношении таких распространенных беспозвоночных, как бабочки. До настоящего момента генофонд различных популяций в полной мере оценили только у степной бабочки бархатницы русской (Melanargia russiae). Авторы нового исследования взяли в качестве примера распространенную по всей Евразии бабочку из того же семейства бархатниц — чернушку степную (Proterebia afra), чей ареал помимо степей захватывает южные горы. Их целью было определить, насколько генетически далеки одни ее популяции от других и есть ли между ними обмен генами.

Сбор бабочек вели на Балканском полуострове (Греция и Хорватия), в России (Крым, Волгоградская и Саратовская области, Республика Дагестан), в Азербайджане, Иране (горные системы Копетдаг и Эльбурс (Alborz)), Турции, Грузии (Кахетия) и Армении. У всех них сравнивали последовательности нуклеотидов митохондриальной ДНК (а именно гена субъединицы 1 цитохромоксидазы С), ядерной ДНК (гена аргининкиназы) и маркеров по всему геному (полиморфизм длины амплифицированных фрагментов). По результатам сравнения авторы построили древа родства различных популяций чернушек и определили, как давно они были изолированы от других (если были) и с какими соседними популяциями наиболее активно обмениваются генами в настоящий момент. [ ... ]

Читать полностью

Портал ТАСС «Чердак» открывает серию фотовыставок в федеральных университетах России

Их посетители смогут узнать, как выглядит молодая Cianea Capillata и чем можно порадовать евражиков, об уникальном производстве Лыткаринского завода оптического стекла и многом другом.
Добавить в закладки
Комментарии

Научно-популярный портал ТАСС «Чердак» открывает в Москве, Екатеринбурге, Ставрополе и Казани серию фотовыставок, цель которых — стимулировать интерес молодежи к науке, рассказать об исследованиях и работах, которые ведутся российскими учеными в крупнейших федеральных университетах и научных центрах страны. Тематика экспозиций широкая – от современных достижений в области разработки и создания новых материалов и технологий до изучения богатейшего растительного и животного мира России, ее морей, а также космического пространства.

В общей сложности на выставках представлено 250 снимков, авторами которых стали не только фоторепортеры ТАСС, но также исследователи и сотрудники вузов.

Стартовал выставочный марафон «Чердака» в Москве в дни Всероссийского фестиваля науки NAUKA 0+ с экспозиции «Беломорье». Первыми — 13 и 14 октября — ее увидили посетители столичной площадки «Цифровое деловое пространство». После этого в течение месяца — до середины ноября — она будет представлена на биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. Фотовыставка расскажет об уникальной Беломорской биологической станции им. Н.А. Перцова МГУ им. М.В. Ломоносова, отмечающей в этом году свое 80-летие. Зрители познакомятся с работой ученых, исследующих подводный мир Белого моря, и обитателями беломорских глубин, а также смогут полюбоваться видами русского Севера.

Еще одна выставка пройдет в октябре — ноябре на площадке Национального исследовательского технологического университета «МИСиС». Ее темой станут металлы, наноматериалы и современные технологии — все то, что исследуют и над чем работают ученые этого вуза. [ ... ]

Читать полностью