Сонячні нейтрино

Сонце можна порівняти з "чорною скринькою", у якої астрономи спостерігають лише "вихід". Всі відомості про Сонце отримані завдяки дослідженню різних випромінювань, які виникають у найвищих його шарах. Безпосередньо з надр Сонця жодна інформація до нас не надходить. Таким чином, теорія внутрішньої будови Сонця – це, строго кажучи, лише теоретична модель. Тому астрономам потрібна інформація безпосередньо з надр Сонця. Її можна отримати, досліджуючи, наприклад, сонячні нейтрино.

Нейтрино - "невловима" частка, яка бере безпосередню участь у термоядерних реакціях. Зокрема, нейтрино утворюються в процесі термоядерних перетворень водню на гелій, які, згідно з сучасними уявленнями, і є джерелами внутрішньозоряної енергії. Енергія цих частинок і величина їх потоку залежать від температури та характеру ядерних реакцій. Крім цього сонячні нейтрино, які мають величезну проникаючу здатність, 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 "спіймати" сонячні нейтрино, ми в певному сенсі "побачили", що відбувається в центрі Сонця. Але спостерігати їх можна лише непрямим шляхом, змушуючи взаємодіяти з іншими частинками та реєструючи результати подібних взаємодій.

Відповідною ядерною реакцією може бути взаємодія нейтрино з ядром одного з ізотопів хлору, з атомною вагою 37. Вловивши сонячні нейтрино, таке ядро перетворюється на ядро ізотопу аргону-37, який радіоактивний, отже, через певні проміжки часу можна вимірювати, скільки його накопичилося.

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

Ідея такого "детектора" для реєстрації сонячних нейтрино була запропонована Б. Понтекорво та здійснена Р. Девісом. Нейтринним телескопом служила величезна цистерна, заповнена 600 тоннами перхлоретилену. Апаратура була встановлена в занедбаній золотій копальні в штаті Південна Дакота.

Сонячні нейтрино спостерігали протягом тривалого часу кількома серіями. Виявилося, що кількість зареєстрованих актів взаємодії набагато менша за передбачену теорією!

Для пояснення цього деякі вчені висловили припущення, що сонячний термоядерний реактор працює в "імпульсному режимі". Тобто, у надрах Сонця термоядерна реакція іноді припиняється. І тоді Сонце світить за рахунок запасів енергії, накопичених у попередньому циклі. Чи не означає відсутність сонячних нейтрино в дослідах Девіса, що в нашу епоху сонячний термоядерний реактор якраз не працює?

Очевидно одне: для вирішення проблеми, яка виникла, сонячні нейтрино вимагають продовження спостережень.