ZNANSTVENICI su uspjeli detektirati gotovo eterične čestice neutrina, a koje se mogu povezati s fuzijom ugljika, dušika i kisika, odnosno ciklusom CNO.

Kako bismo lakše shvatili što se tu zbiva i zašto se radi o značajnom otkriću, prvo trebamo objasniti što su neutrini, a zatim što je ciklus ugljik-dušik-kisik.

Poseban proces iz kojeg Sunce crpi energiju

Neutrino je subatomska čestica koja je slična elektronu, ali ima vrlo malu masu (koja može biti i nula) te nema električni naboj. Budući da takve čestice slabo reagiraju s materijom, izuzetno ih je teško detektirati. Kako bismo ih otkrili, potrebni su nam vrlo veliki i jako osjetljivi detektori. Naime, neutrino s niskom energijom može kroz normalnu tvar putovati više svjetlosnih godina prije nego što stupi s njom u interakciju.

Glavni proces iz kojeg naše Sunce crpi energiju je proton-proton ciklus, dok je drugi poznati proces kojim zvijezde dobivaju energiju CNO ciklus (ugljik-dušik-kisik), koji je obično dominantan izvor energije za zvijezde masivnije od Sunca. CNO ciklus je ciklus fuzije vodika u helij, gdje katalizatori ugljika, dušika i kisika ubrzavaju taj proces.

U slučaju Sunca, 99% njegove energije dolazi od fuzije protona i protona, koja može stvoriti berilij, litij i bor prije nego što ih razgradi u helij. Ali većina zvijezda u svemiru masivnija je od našeg Sunca. Primjerice, Betelgez ima oko 20 puta veću masu od naše zvijezde te oko 700 puta veći promjer, piše Yahoo News.

Ogromne zvijezde su također puno toplije, što znači da se većinom oslanjaju na fuziju ciklusa CNO.

CNO ciklus zapravo je dominantan izvor energije u svemiru, mada je to teško reći ako se gleda naše relativno hladno Sunce gdje taj proces stvara samo 1 posto njegove energije.

"Ovo otkriće je velika prekretnica"

Stručnjaci su putem divovskog detektora Borexino tražili neutrine koji nastaju tijekom nuklearne fuzije u središtu Sunca. Neutrini slabo stupaju u reakcije pa su idealni za proučavanje udaljenih nuklearnih reakcija, ali ih je, s druge strane, izuzetno teško otkriti.

Kroz Borexino svake sekunde prođe na trilijune neutrina sa Sunca, ali on ih dnevno uspije detektirati samo na desetke.

Fizičar Gioacchino Ranucci iz Talijanskog nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku (INFN) kazao je kako Borexino već desetljećima mjeri neutrine iz Sunčeve glavne lančane reakcije (ciklusa proton-proton), ali da je bilo jako teško detektirati neutrine iz ciklusa CNO. Kako bi ih otkrili, znanstvenici su sve više tijekom posljednjih pet godina usavršavali detektor, čineći ga još osjetljivijim.

Na kraju su uspjeli prvi put u povijesti detektirati izravni znak CNO fuzije.

"Ovo je prvi dokaz da CNO ciklus djeluje na Suncu i drugim zvijezdama", rekao je Ranucci.

Fizičarka čestica Gabriel Orebi Gann, sa Sveučilišta California, kazala je kako je ovo  otkriće "velika prekretnica".

Naime, znanstvenici smatraju kako bi neutrini iz Velikog praska mogli objasniti tajanstvenu "tamnu materiju" u svemiru, odnosno ogromne nevidljive nakupine oko zvijezda i galaksija koje čine oko četvrtine njihove mase.

Gann smatra da bi asimetrija između neutrina i njihovih antičestica također mogla objasniti očiglednu nestašicu anti-materije u našem svemiru i dominaciju normalne materije. Drugim riječima, ta bi asimetrija mogla objasniti zašto u svemiru postoji bilo što, a ne apsolutno ništa.

Istraživanje naziva Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun objavljeno je jučer u časopisu Nature.