Mający 30 lat problem brakujących neutrin słonecznych został rozwiązany. Międzynarodowa grupa naukowców z Sudbury Neutrino Observatory (SNO) doniosła, że neutrina w drodze ze Słońca na Ziemię mogą zmieniać swój typ.

     Neutrina to małomasywne cząstki elementarne niezmiernie słabo oddziałujące z materią. Bez przeszkód przenikają nawet przez całą Ziemię. Jeden centymetr kwadratowy powierzchni naszej planety jest w ciągu sekundy bombardowany strumieniem aż 66 miliardów neutrin produkowanych wewnątrz Słońca. Wyróżniamy trzy rodzaje neutrin: elektronowe, mionowe i taonowe.

     Fotony produkowane w trakcie reakcji termojądrowych zachodzących wewnątrz Słońca potrzebują kilku milionów lat, aby dotrzeć z wnętrza gwiazdy do powierzchni. Słabo oddziałujące neutrina nie mają takich problemów i błyskawicznie przenikają przez całą materię słoneczną niosąc bezcenną i bezpośrednią informację o jądrze słonecznym.

     Materia ziemska nie jest jednak całkowicie przezroczysta dla neutrin. Wykorzystał to w latach 70-tych Raymond Davis z Uniwersytetu w Maryland. Umieścił on 390 tys. litrów czterochlorku etylu w nieczynnej kopalni znajdującej się 1,5 km pod powierzchnią gruntu. Padające na chlor neutrina raz na jakiś czas przeobrażają atom tego pierwiastka w argon, emitując przy tym elektron. Reakcja ta jest możliwa tylko wtedy, gdy na chlor padnie wysokoenegetyczne neutrino powstające w Słońcu z rozpadu boru. Niosące dużo mniej energii neutrina produkowane w głównym cyklu termojądrowym Słońca nie oddziałują z chlorem.

     Trwające kilka lat badania Davisa pokazały, że w stosunku do przewidywań teoretycznych, obserwujemy prawie 5 razy za mało neutrin. Jego wyniki potwierdził w latach 80-tych i 90-tych zespół pracujący na detektorze neutrin Kamiokande w Japonii. Świadczyło to o tym, że albo coś jest nie tak z modelem teoretycznym Słońca, albo fizycy mylą się w swoich przewidywaniach odnośnie własności neutrin.

     W poniedziałek międzynarodowy zespół naukowców SNO przesłał do Physical Review Letters wyniki swoich badań przeprowadzone na detektorze neutrin znajdującym się w opuszczonej kopalni niklu w Kanadzie. Umieszczono tam ponad 1000 ton ciężkiej wody, która jest w stanie reagować z około 10 neutrinami dziennie. Detektor ten, w przeciwieństwie do detektora Davisa, może rejestrować dwa rodzaje oddziaływań ciężkiej wody z neutrinami, rozróżniając przy tym neutrina elektronowe od pozostałych.

     Grupie SNO udało się więc odnotować wszystkie rodzaje neutrin, co świadczy o tym, że w trakcie drogi ze Słońca na Ziemię, neutrina mogą przechodzić z jednego typu w drugie. Detektor Davisa, rejestrujący tylko neutrina elektronowe, odnotowywał strumień 5 razy za mały, bowiem część neutrin elektronowych zdążyła już zamienić się na neutrina mionowe i taonowe. Oszacowany przez SNO strumień neutrin dobrze zgadza się z przewidywaniami teoretycznymi, co świadczy, że astronomowie w prawidłowo odtwarzają w swoich komputerach to, co dzieje się we wnętrzu Słońca.
Powrót do spisu