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義大利的秘密實驗室裡發現了太陽內部的幽靈粒子
物理學家有史以來第一次發現了由太陽內部一種奇怪的聚變產生的罕見的幽靈粒子﹐這些被稱為幽靈粒子的中微子粒子從太陽發射到了意大利深埋在山下的探測器﹐這一項發現更幫助人類理解為我們的恆星提供燃料的核反應變化。
太陽核心發生兩種核聚變反應﹐最常見的一種﹐它們屬於質子的聚變﹐即質子聚變將氫轉化為氦。科學家預測﹐這種反應產生了太陽99%的能量﹐核聚變也很少通過6個步驟進行﹐大多稱為CNO循環﹐在這個過程中﹐氫被碳C﹑氮N和氧O熔合成氦。質子聚變和質子循環產生了不同類型的中微子﹐這是一種幾乎無質量的粒子﹐至少在大多數情況下﹐它們可以穿過普通物質而沒有留下任何存在的跡象。
物理學家經常檢測在質子過程中產生的中微子﹐然而在6月23日的中微子2020虛擬會議上﹐來自意大利Borexino探測器的研究人員宣佈﹐他們第一次探測到了由CNO產生的太陽中微子。
位於義大利拉奎拉(L'Aquila)鎮附近的納薩利納利·德爾·格蘭·薩索實驗室(Laboratori Nazionali del Gran Sasso)的地下Borexino實驗旨在研究這些極為罕見的中微子相互作用。Borexino探測器由一個約60英尺(18米)高的儲罐組成﹐該儲罐包含280噸(254公噸)的閃爍液體﹐當液體中的電子與中微子相互作用時﹐會發出閃爍的光。CNO產生的中微子更可能發出高能量的明亮閃光﹐表示中微子的能量更高。
Borexino的內部水箱被埋在地下深處﹐並被裝在一個儲水罐中﹐裡面裝有敏感的探測器﹐這些探測器與地球表面存在的宇宙射線的輻射被區隔開﹐因為如果沒有這種屏蔽﹐其他信號將淹沒來自CNO中微子的稀有信號。
拉努奇還將實驗的成功歸功於這種閃閃發光的液體﹐他認為這液體是「前所未有的純度」。比較觀察到的CNO中微子和觀察到的質子中微子的數量將有助於揭示太陽中有多少是由比氫更重的元素組成的﹐比如碳﹑氮和氧。
目前的結果﹐雖然還沒有經過同行評審併發表在科學期刊上﹐但顯示了大於5的顯著性﹐置信水平大於99%﹐這意味著只有350萬分之一的機會﹐信號是由隨機波動產生的﹐而不是真的經由CNO的過程。
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