来自太阳的CNO中微子终于被探测到了

科学家们第一次探测到来自太阳核心的中微子，这些中微子是通过CNO过程开始的，CNO过程是一种至今仍被理论化的恒星核聚变类型。

中微子是亚原子粒子。与你更熟悉的质子和电子不同，中微子不带电荷，质量非常低，它们真的不喜欢与正常物质相互作用。中微子可以直接穿过地球，就好像它不在那里一样。

许多不同的亚原子相互作用可以形成中微子，包括各种类型的核聚变。我们周围最大的来源是太阳，因为它在核心将氢聚变成氦，每秒产生大约1025个中微子(10000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000)个中微子。它们向四面八方射出，当它们到达地球时，每平方厘米大约有600亿颗行星通过。看看你的缩略图。砰的一声。当你读到这句话时，大约有一千亿个中微子刚刚通过它。

我们认为在太阳上有两种聚变正在进行。其中99%来自所谓的质子-质子链。它包括几个步骤，但最终四个氢核(实际上只是质子)融合成一个单一的氦核，在这个过程中释放出中微子和大量的能量-事实上，足够为一颗恒星提供动力。

另外1%的聚变来自CNO循环，即碳-氮-氧循环。这也需要一系列的步骤，但在这个过程中涉及到这三个元素，最终做的是同样的事情：四个质子融合成氦，氦也会释放能量，并将一束中微子送到路上。

太阳每秒将大约7亿吨氢转化为6.95亿吨氦；剩余的质量被转化为能量，照亮太阳。这是大量的聚变，这就是为什么太阳会产生如此多的中微子。一旦被创造出来，它们就会以非常接近光速的速度飞出太阳。

有些人来到地球。大多数都直接通过我们，因为，再说一次，他们不喜欢与物质互动。

这使得他们很难被发现，但还是有办法的。例如，如果一个中微子碰巧撞上了一个含有1，2，4-三甲苯的分子-也被称为伪甲苯，一种环状的碳基分子-它会射出一个电子，在它做了一些物理操作后，就会发出光子。因此，如果你有一个装满这种物质的水箱，并在它周围安装非常灵敏的光探测器，就可以记录下中微子事件偶尔产生的闪光。

当然，这不是那么容易的。很少有中微子会与假微米相互作用。所以你需要一个大的水箱，你需要在地下建造它，因为宇宙射线击中我们的大气层会产生µ子，这也会产生干扰你的结果的闪光，你需要在它周围放一个更大的水箱来吸收仍然可以通过的µ子。

斯尔，这正是国际科学家合作所做的。Borexino中微子天文台位于意大利Gran Sasso山下岩石下1400米处。它有一个8.5米宽的尼龙气球，里面装满了280吨的假异丙苯，周围有一个水箱，周围有2200多个非常灵敏的光子探测器。

他们把所有东西都打开，然后等着。在2016年7月至2020年2月(1072天)的过程中，他们煞费苦心地记录了所有的事件，并不得不做出英勇的努力，以防止所有其他也会产生少量闪光的反应方式干扰他们的实验。他们还必须区分质子-质子链中微子和在CNO循环中产生的中微子，但这些中微子的能量不同，这使得将它们分离出来成为可能。

他们刚刚宣布了他们的结果：他们探测到了CNO中微子！每天大约有20次与假性微米相互作用--每天有20次，当时有六亿分之一的假微米已经通过了！--大概是你从理论中期待的结果。

事实上，重要的是要知道，到目前为止，我们只有理论告诉我们正在发生CNO循环。没有办法直接测量埋藏在几十万公里深的太阳…下面的太阳核心。除了通过中微子。CNO循环最早是在20世纪30年代提出的，花了这么长时间才最终发现它们。

测量中存在一些不确定性，但他们发现，他们可以99%的确定性排除这些中微子不是来自CNO循环的可能性。换句话说，它们不太可能来自其他任何地方。

这是一项重要的发现，原因很多。首先，虽然质子-质子链在太阳中占主导地位，但在质量超过太阳1.3倍的恒星中，CNO周期占主导地位(它在较高的温度下会强烈发挥作用)，所以了解它在太阳中的工作方式可以告诉我们其他恒星的情况。

此外，较重元素(天文学家将其称为金属，意思是任何比氢和氦更重的元素)的存在都会影响太阳CNO循环中的聚变率，这些金属的数量并不完全为人所知；不同的测量方法产生的量略有不同，但足以扰乱我们对核心聚变的了解。这个实验与发现金属含量较低的实验是一致的。这对其他许多想法都有连锁反应，包括我们认为太阳和行星是如何形成的，太阳是如何老化的，以及它将如何消亡的细节。

所有这些，每天不到24个中微子，而无数更多的中微子没有被发现。它从未停止过让我惊讶，我们人类是多么聪明，能够找到一种看不见的方式，并在宇宙从我们身边经过的时候，真正地对它进行采样。

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