Borexino in Nature
Im Kern der Sonne, bei einer Temperatur von etwa 15 Millionen Grad, verschmelzen Wasserstoffkerne über verschiedene Kettenreaktionen zu Heliumkernen. Bei diesen Kernprozessen werden neben enormen Energiemengen auch Neutrinos als Nebenprodukte emittiert. In jeder Sekunde durchqueren Milliarden von solaren Neutrinos jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche und tragen direkte und unverfälschte Informationen über den Sonnenkern. Der Borexino-Detektor, der sich in den Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) in Italien befindet, untersucht seit 2007 solare Neutrinos. Er hat eine vollständige Neutrinospektroskopie der so genannten "pp-Kette" durchgeführt, dem dominierenden Energieerzeugungsprozess in unserem Stern. Nun haben die Wissenschaftler der Borexino-Kollaboration zum ersten Mal die solaren Neutrinos aus einem anderen Fusionsprozess, dem so genannten CNO-Zyklus, beobachtet. Von diesem Zyklus, bei dem Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff die Fusion katalysiert, wurde bisher nur theoretisch angenommen, dass er weniger als 1% zur Sonnenenergie beiträgt. Diese Entdeckung bestätigt nun mit einer hohen statistischen Signifikanz von mehr als 5 σ das reale Vorkommen dieses Prozesses in der Natur, der voraussichtlich die dominierende Energiequelle in massereichen Sternen und damit der dominierende Wasserstoffverbrennungsprozess im gesamten Universum sein wird. CNO-Neutrinos sind der Schlüssel zu vielen offenen Fragen, einschliesslich der Häufigkeit von schwereren Elementen im Sonnenkern, einem brennenden Problem in der heutigen Sonnenphysik.
M. Agostini et al. (Borexino Collaboration), "First Direct Experimental Evidence of CNO neutrinos", Nature 587, p 577–582(2020)