Borexino ตรวจพบนิวตริโนจากดวงอาทิตย์จากวงจรฟิวชันที่เข้าใจยาก

Borexino ตรวจพบนิวตริโนจากดวงอาทิตย์จากวงจรฟิวชันที่เข้าใจยาก

มีการสังเกตการณ์นิวตริโนที่เกิดจากวัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจน-ออกซิเจน (CNO) ที่เข้าใจยากในดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นการยืนยันทฤษฎีที่เสนอครั้งแรกเมื่อ 80 ปีที่แล้ว ข้อสังเกตนี้จัดทำขึ้นโดยนักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับ เครื่องตรวจจับ ของอิตาลี และให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีที่ดาวฤกษ์ให้พลังงานแก่ตัวเองโดยการเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม เมื่อตรวจพบนิวตริโนของ CNO แล้ว 

การศึกษา

ในอนาคตจะช่วยไขปริศนาเกี่ยวกับ “ความเป็นโลหะ” ของดวงอาทิตย์ได้ ซึ่งก็คือคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนที่มีอยู่มากมายในดาวฤกษ์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชื่อว่าดาวฤกษ์เปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันสองกระบวนการ หนึ่งเรียกว่า pp chain และคิดเป็น 99% 

ของพลังงานฟิวชันในดวงอาทิตย์ มันเกี่ยวข้องกับโปรตอนคู่หนึ่งหลอมรวมกันเพื่อสร้างดิวทีเรียม ซึ่งจะหลอมรวมกับโปรตอนตัวที่สามเพื่อสร้างฮีเลียม-3 ในที่สุด นิวเคลียสของฮีเลียม-3 สองอันจะหลอมรวมกันเพื่อสร้างฮีเลียม-4 มีอีกสองสาขาของห่วงโซ่ pp ที่ผลิตฮีเลียม-4 ผ่านการผลิตตัวกลาง

ของลิเธียม เบริลเลียม และโบรอน กระบวนการที่สองคือวงจร CNO ซึ่งเสนอโดยอิสระในปี 1938 เชื่อว่ามีสัดส่วนประมาณ 1% ของพลังงานฟิวชันในดาวฤกษ์ขนาดเท่าดวงอาทิตย์ แต่เชื่อว่าจะครอบงำพลังงานที่ปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กว่า วัฏจักรนี้ขับเคลื่อนโดยการหลอมรวมโปรตอน

กับนิวเคลียสของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน ในกระบวนการหกขั้นตอนที่สร้างนิวเคลียสของฮีเลียม-4 หนึ่งนิวเคลียสก่อนที่จะเกิดซ้ำทั้งกระบวนการ pp และ CNO เกี่ยวข้องกับการปล่อยสเปกตรัมที่แตกต่างกันของนิวตริโนจากแสงอาทิตย์ ในปี 2018 การทำงานร่วมกัน ทำการ ตรวจ 

วัดนิวตริโนจากแสงอาทิตย์ที่ผลิตโดยห่วงโซ่ pp อย่างครอบคลุมความท้าทายในการตรวจจับขณะนี้นักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับเครื่องตรวจจับได้วัดสัญญาณนิวตริโนที่อ่อนกว่ามากจากวัฏจักร CNO ในการทำเช่นนั้น นักฟิสิกส์ต้องเอาชนะความท้าทายในการตรวจจับที่เกิดจากพลังงานและฟลักซ์ของนิวตริโน 

ที่ค่อนข้างต่ำ

ประกอบด้วยเครื่องเรืองแสงวาบแบบของเหลวบริสุทธิ์พิเศษน้ำหนัก 278 ตัน และตรวจจับนิวตริโนจากแสงอาทิตย์เมื่อชนกับอิเล็กตรอนในเครื่องเรืองแสงวาบ เมื่ออิเล็กตรอนถอยกลับ มันจะผลิตแสงซึ่งถูกดักจับโดยหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ แม้จะมีนิวตริโนจากดวงอาทิตย์จำนวนมากไหลผ่าน แต่การชน

ก็ไม่ค่อยเกิดขึ้น และตรวจพบนิวตริโนเพียงสิบตัวต่อวันเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ เครื่องตรวจจับจึงตั้งอยู่ลึกลงไปใต้ภูเขา เพื่อป้องกันรังสีคอสมิก ซึ่งจะทำให้สัญญาณนิวตริโนท่วมท้นไปหมด นอกจากนี้ เครื่องเรืองแสงวาบยังมีสิ่งเจือปนกัมมันตภาพรังสีในระดับต่ำมาก ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดสัญญาณเบื้องหลังด้วย

ข้อมูลในการศึกษานี้ได้รับในช่วงระยะที่ 3 ของการทดลอง ซึ่งดำเนินไปนานกว่า 1,000 ชั่วโมงในเดือนกรกฎาคม 2559-กุมภาพันธ์ 2563 เนื่องจากสัญญาณ CNO อ่อนแอมาก นักวิจัยจึงต้องพิจารณาภูมิหลังจากสิ่งเจือปนระดับต่ำ 2 ชนิด – บิสมัท-210 และคาร์บอน-11 ที่สามารถเลียนแบบสัญญาณ

ที่คาดหวังจากนิวตริโน ทีมงานยังต้องคำนึงถึงนิวตริโนที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการโปรตอน-อิเล็กตรอน-โปรตอนในดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นนิวตริโน CNO ลักษณะที่อุตสาหะทีมงานสามารถตรวจจับนิวตริโนจากกระบวนการ CNO อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ 5.1σ ซึ่งสูงกว่าระดับ 5σ 

แม้ว่า

ผลที่ได้จะเป็นการวัดความอุดมสมบูรณ์ของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนในดวงอาทิตย์ แต่ก็ไม่แม่นยำเพียงพอที่จะไขปริศนา “ความเป็นโลหะ” ของดวงอาทิตย์ ความลึกลับนี้เพิ่งปรากฏขึ้นเมื่อการวัดความทึบแสงของดวงอาทิตย์ด้วยสเปกโตรกราฟีและการวัดความเร็วของเสียงในดวงอาทิตย์

แบบเฮลิโอซีสซึมวิทยาบ่งชี้ว่าค่าความเป็นโลหะขัดแย้งกัน หลังจากความสำเร็จ การปรับปรุงในอนาคตสำหรับเครื่องตรวจจับนิวตริโนสามารถแก้ปัญหาความลึกลับนี้ได้ถือเป็นการค้นพบทางฟิสิกส์ของอนุภาคด้วยการระบุลักษณะเฉพาะของสัญญาณพื้นหลังเหล่านี้อย่างระมัดระวัง เช่นเดียวกับการยืนยันแนวคิด

จะสร้างพื้นที่เพิ่มเติมของเนื้อเยื่อที่กระตุ้นได้เพื่อให้การกระตุ้นแพร่กระจายเข้าไป เพื่อยุติกระบวนการต่อเนื่องนี้ เนื้อเยื่อที่ตื่นเต้นทั้งหมดของหัวใจจะต้องถูกขับเคลื่อนให้อยู่ในสถานะเดียวกัน การวิจัยในอนาคตของทีมจะรวมปฏิสัมพันธ์ของอัตราปริมาณรังสี ความเร็วของโครงสำหรับตั้งสิ่งของ และความเร็ว

เนื่องจากจุดนี้มีขนาดจำกัด เครื่องหมายบนแผ่นดิสก์จะถูกตรวจพบก็ต่อเมื่อมีความยาวขั้นต่ำที่กำหนดเท่านั้น รหัสที่เรียกว่าช่องสัญญาณมอดูเลตถูกนำไปใช้กับข้อมูลไบนารีก่อนที่จะบันทึกลงในแผ่นดิสก์ ทำให้เกิดรูปแบบการเข้ารหัสของเครื่องหมายบนแผ่นดิสก์ซึ่งปรับให้เข้ากับลักษณะของช่องแสงได้

อย่างเหมาะสมที่สุด เมื่ออ่านข้อมูล รหัสการมอดูเลตจะถูกถอดรหัสก่อนที่จะตรวจพบและแก้ไขข้อผิดพลาด จำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องตรวจจับบิตมีเวลาที่เหมาะสม เพื่อชดเชยการตอบสนองความถี่ที่ไม่เหมาะสมของช่องสัญญาณ และเพื่อระบุตำแหน่งทางกายภาพของข้อมูล

มีการพิจารณาแผนการต่างๆ มากมายสำหรับการแก้ไขซีดีทั่วไปเพื่อให้สามารถบันทึกข้อมูลครั้งเดียวหรือหลายครั้งได้ เวอร์ชันแมกนีโตออปติกในยุคแรกๆ ล้มเหลวเนื่องจากเข้ากันไม่ได้กับซีดีทั่วไป แผ่นดิสก์ที่สามารถเขียนได้ครั้งเดียวแล้วอ่านซ้ำได้หลายครั้งถูกนำมาใช้เมื่อนานมาแล้วในปี พ.ศ. 2527

โดยมีจุดประสงค์เพื่อใช้แทนฮาร์ดดิสก์แบบแม่เหล็กในคอมพิวเตอร์ ความสำเร็จกลับค่อนข้างจำกัดอีกครั้งด้วยแลคเกอร์ป้องกันแบบปรับตัวตามเวลาจริง”เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของปริมาณรังสี ที่มีมาอย่างยาวนาน การวัดยังสนับสนุนความเชื่อในปัจจุบันที่ว่าประมาณ 1% ของพลังงานฟิวชั่นแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยวัฏจักร CNO

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100