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英國"自然"雜志25日發(fā)表的一項(xiàng)新的天體物理學(xué)研究表明，科學(xué)家們首次報(bào)告了碳、氮和氧循環(huán)太陽融合產(chǎn)生中微子的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。對(duì)這些中微子的測量可以為人類了解太陽的結(jié)構(gòu)和太陽核心元素的豐富程度提供重要線索。

恒星的能量來源于氫到氦的核聚變，核聚變通過兩個(gè)過程發(fā)生：質(zhì)子-質(zhì)子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(只涉及氫-He同位素)和碳-氮-氧循環(huán)(碳、氮和氧催化)。

其中，質(zhì)子-質(zhì)子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是與太陽大小相似的恒星的主要能量生成方式，約占產(chǎn)生的總能量的99%，這已被廣泛研究。然而，研究碳、氮和氧循環(huán)更具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@種機(jī)制產(chǎn)生的中微子每天僅比背景信號(hào)多幾個(gè)中微子。

在意大利國家核物理研究所的Gran Sasso國家實(shí)驗(yàn)室，布列諾合作組織正在研究極其罕見的中微子相互作用，這是一個(gè)由意大利、法國、德國、波蘭、俄羅斯、美國和其他國家的研究人員組成的聯(lián)合研究小組。

這一次，他們報(bào)告了在太陽碳氮氧聚變周期中發(fā)射的中微子，具有很高的統(tǒng)計(jì)意義。他們?cè)谝獯罄母裉m·薩索國家實(shí)驗(yàn)室使用了高度敏感的布列諾探測器。該儀器由一個(gè)約18米高的容器組成，裝有254噸液體。當(dāng)液體中的電子與中微子相互作用時(shí)，液體的閃光和閃光表明能量更高，更有可能來自碳、氮和氧循環(huán)產(chǎn)生的中微子。該檢測器可以排除或解釋大部分背景噪聲源。在最新的研究中，研究小組說，這些結(jié)果代表了碳、氮和氧循環(huán)的首次直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)，證明碳、氮和氧循環(huán)貢獻(xiàn)了約1%的太陽能(與理論預(yù)測一致)。

研究人員認(rèn)為，測量碳氮氧聚變產(chǎn)生的中微子，可以確定恒星中碳、氮和氧的豐度。碳、氮和氧循環(huán)對(duì)質(zhì)量大于太陽的恒星的能量生產(chǎn)貢獻(xiàn)更大。了解恒星中重于氦(即金屬性)的元素的豐度，有助于我們了解不同恒星的主要能源。

在論文隨附的"新聞與觀點(diǎn)"文章中，美國加州大學(xué)伯克利分校科學(xué)家哥布里爾·奧萊比·格恩表示，博瑞西諾合作組織的工作讓人們能夠更進(jìn)一步地全面認(rèn)識(shí)太陽和大質(zhì)量恒星的形成，其或?qū)榭茖W(xué)界定義未來幾年這個(gè)領(lǐng)域的研究目標(biāo)。