Підручник з Астрономії (рівень стандарту). 11 клас. Пришляк - Нова програма

2. Реєстрація сонячних нейтрино

Сонячний нейтрино є видом випромінювання, який приходить до земного спостерігача з найглибших надр Сонця і несе в собі інформацію про процеси, що там відбуваються.

Нейтрино — «невловима» частинка, яка бере безпосередню участь у термоядерних реакціях. Зокрема, нейтрино утворюються в процесі термоядерних перетворень водню в гелій, які, згідно з сучасними уявленнями, служать джерелами внутрішньозіркової енергії. Енергія цих частинок і величина їхнього потоку залежать від температури і характеру ядерних реакцій. Крім цього сонячні нейтрино, що володіють величезною проникаючою здатністю, проходять через всю сонячну товщу практично безперешкодно і досягають Землі. Тому сонячні нейтрино дають інформацію про стан Сонця практично в момент спостереження.

Якби нам вдалося «зловити» сонячні нейтрино, ми в певному сенсі «побачили б», що відбувається в центрі Сонця. Але спостерігати їх можна тільки непрямим шляхом (рис. 2.1), змушуючи взаємодіяти з іншими частинками і реєструючи результати подібних взаємодій.

Рис. 2.1. Зовнішня сонячна активність

Підходящою ядерною реакцією може служити взаємодія нейтрино з ядром одного з ізотопів хлору з атомною вагою 37. Вловивши сонячні нейтрино, таке ядро перетворюється в ядро ізотопу аргону-37, який є радіоактивним, а отже, через певні проміжки часу можна вимірювати, скільки його накопичилося.

Але інші космічні випромінювання також можуть викликати ядерну реакцію перетворення хлору в аргон. Щоб позбутися таких перешкод, вимірювання треба проводити глибоко під землею, куди звичайні космічні частинки проникнути не можуть.

Ідея такого «детектора» для реєстрації сонячних нейтрино була запропонована Б. Понтекорво і здійснена Р. Девісом. Нейтрино телескопом служила величезна цистерна, наповнена 600 тоннами перхлоретилену. Апаратура була встановлена в покинутому руднику в штаті Південна Дакота, США (рис. 2.2). Сонячні нейтрино спостерігали протягом тривалого часу кількома серіями. Виявилося, що число зареєстрованих актів взаємодії набагато менше передбаченого теорією.

Рис. 2.2. Підземний детектор нейтрино

Для пояснення цього деякі вчені припустили, що сонячний термоядерний реактор працює в «імпульсному режимі». Тобто в надрах Сонця термоядерна реакція час від часу припиняється, і тоді Сонце світить за рахунок запасів енергії, накопичених в попередньому циклі.

Контрольні запитання

  • 1. Що таке сонячний нейтрино?
  • 2. Як можна зареєструвати сонячний нейтрино?