Varje sekund rusar många miljarder neutriner rakt igenom din tumnagel i ljusets hastighet. De lämnade solens mitt för bara åtta minuter sen och bär med sig information om vad som händer där inne. Problemet är att de är så svåra att stoppa.
– En neutrino kan passera ett ljusår av bly utan att absorberas, säger Claes Fransson som är astrofysiker vid Stockholms universitet.
Neutriner, som är så små och outforskade att de ibland kallas spökpartiklar, har nämligen en extremt liten sannolikhet att krocka med att andra partiklar. Men ibland händer det och då krävs stora experiment för att fånga in dem.
Underjordiskt experiment
I bergsmassivet Apenninerna i mellersta Italien ligger Laboratori Nationali del Gran Sasso som är en underjordisk anläggning. Där pågår sedan många år ett partikelfysikexperiment, Borexino, som har som mål att fånga in neutriner från solen. Nu har de för första gången detekterat solneutriner som har bildats i en typ av kärnreaktioner man aldrig förut har sett i solen. Upptäckten publiceras i veckans Nature.
– Det är ett fantastiskt bra genomfört experiment som ger helt ny information om hur det ser ut inuti solen och det är så klart väldigt intressant, säger Claes Fransson.
Neutriner är budbärare
Neutrinerna bildas vid kärnreaktioner inne i solen innersta. Väte slås ihop och bildar helium samtidigt som energi frigörs. Det är den energin som gör att solen lyser. Vid kärnreaktionen skickas en handfull neutriner ut. Den blir en budbärare som kan berätta vad som händer där inne.
Nu har fysikerna i Borexino-experimentet upptäckt att det också pågår en typ av kärnreaktioner som man förut antagit bara pågår i stjärnor som är större än solen. Den kallas för CNO-cykeln, och betyder att kol, kväve och syre är katalysatorer som hjälper till i processen.
Kol, kväve och syre
Neutrinerna i Borexino-experimentet avslöjar nu att en procent av solens energi kommer från den typen av kärnreaktioner och samtidigt kan man bestämma hur mycket kol, kväve och syre det finns i centrum av solen.
– Det här är en av de viktigaste upptäckterna om hur solen producerar sin energi, säger Claes Fransson.
Fakta kärnreaktioner i solen
För några år sedan lyckades fysikerna i Borexino-experimentet detektera de neutriner som kommer från den reaktionskedja som står för 99 procent av solens energiproduktion.
Enligt teoretiska förutsägelser borde den resterande en procent komma från en typ av kärnreaktioner som dominerar i stjärnor med massa som är större än solen.
Den är CNO-cykeln (carbon, nitrogen, oxygen). Kol, kväve och syre är katalysatorer som hjälper väteatomerna att slå ihop sig och bilda helium – men bara om det är tillräckligt varmt.
Även i denna produceras neutriner med lite olika energi jämfört med den vanliga cykeln.
Det är dessa som Borexino-experimentet nu lyckats detektera.
Källa: Claes Fransson, astrofysiker
