Солнечные нейтрино

Солнце можно сравнить с "черным ящиком", у которого астрономы наблюдают только "выход". Все сведения о Солнце получены, благодаря исследованию различных излучений, возникающих в самых верхних его слоях. Непосредственно из недр Солнца никакая информация к нам не поступает. Таким образом, теория внутреннего строения Солнца – это, строго говоря, всего лишь теоретическая модель. Поэтому, астрономам нужна информация непосредственно из недр Солнца. Ее можно получить, исследуя, например, солнечные нейтрино.

Астрономам нужна информация непосредственно из недр Солнца. Ее можно получить, исследуя, например, солнечные нейтрино

Нейтрино – "неуловимая" частица, принимающая непосредственное участие в термоядерных реакциях. В частности, нейтрино образуются в процессе термоядерных превращений водорода в гелий, которые, согласно современным представлениям, и служат источниками внутризвездной энергии. Энергия этих частиц и величина их потока зависят от температуры и характера ядерных реакций. Кроме этого солнечные нейтрино, обладающие огромной проникающей способностью, проходят через всю солнечную толщу практически беспрепятственно и достигают Земли. Поэтому, солнечные нейтрино дают информацию о состоянии Солнца практически в момент наблюдения.

Если бы нам удалось "поймать" солнечные нейтрино, мы в некотором смысле "увидели" бы, что происходит в центре Солнца. Но наблюдать их можно только косвенным путем, заставляя взаимодействовать с другими частицами и регистрируя результаты подобных взаимодействий.

Подходящей ядерной реакцией может служить взаимодействие нейтрино с ядром одного из изотопов хлора, с атомным весом 37. Уловив солнечные нейтрино, такое ядро превращается в ядро изотопа аргона-37, который радиоактивен, значит, через определенные промежутки времени можно измерять, сколько его накопилось.

Но другие космические излучения также могут вызывать ядерную реакцию превращения хлора в аргон. Чтобы избавиться от таких помех, надо все измерения проводить глубоко под землей, куда обычные космические частицы проникнуть не могут.

Идея такого "детектора" для регистрации солнечных нейтрино была предложена Б. Понтекорво и осуществлена Р. Девисом. "Нейтринным телескопом" служила огромная цистерна, заполненная 600 тоннами перхлорэтилена. Аппаратура была установлена в заброшенном золотом руднике в штате Южная Дакота.

Солнечные нейтрино наблюдали на протяжении длительного времени несколькими сериями. Оказалось, что число зарегистрированных актов взаимодействия намного меньше предсказанного теорией!

Для объяснения этого некоторые ученые предположили, что солнечный термоядерный реактор работает в "импульсном режиме". То есть, в недрах Солнца термоядерная реакция время от времени прекращается. И тогда Солнце светит за счет запасов энергии, накопленных в предыдущем цикле. Не означает ли отсутствие солнечных нейтрино в опытах Девиса, что в нашу эпоху солнечный термоядерный реактор как раз не работает?..

Очевидно одно: для решения возникшей проблемы солнечные нейтрино требуют продолжения наблюдений.

Инструменты