Je vous traduis un article que j’estime essentiel et qui apporte du nouveau sur la synthèse solaire des éléments légers . IL S’AGIT DE / « Neutrinos point to rare stellar fusion »
« Les neutrinos capturés sous la montagne dans le centre de l'Italie ont fourni la toute première preuve directe de la réaction nucléaire impliquée dans la conversion de l'hydrogène à l'hélium à l'intérieur du Soleil. L'observation a été faite par les chercheurs de la collaboration « Borexino », qui espèrent bientôt prendre au piège ces neutrinos encore invisibles à partir de ces réactions de fusion qui se déroulent dans des étoiles plus lourdes que la nôtre.
La majorité de la chaleur du Soleil est générée dans les réactions de fusion qui forment ce qu'on appelle le «cycle proton-proton ". Cela implique la fusion de deux noyaux d'hydrogène (protons) pour former de l'hydrogène lourd, la fusion avec un troisième noyau d'hydrogène formant de l'hélium-3 et ensuite, par des voies diverses, allant jusqu’à la création d'hélium-4. extrêmement stable
Les physiciens peuvent en apprendre davantage sur ce cycle en interceptant les particules sans charge et presque sans masse appelées neutrinos qui sont produites dans la plupart des réactions constitutives de ce cycle . En fait, en mesurant les flux de ces particules, ils peuvent en apprendre non seulement sur la structure et la dynamique du Soleil, mais aussi sur les propriétés des neutrinos eux-mêmes. À ce jour, cependant, la plupart des détecteurs de neutrinos se sont avérés sensibles aux neutrinos d’énergie solaire la plus forte - ces énergies se situant entre environ 5 et 18 MeV. Cependant, en fait la plus grande majorité des neutrinos solaires ont des énergies inférieures à 5 MeV, et Borexino a été construit spécifiquement pour étudier la gamme de ces particules.
Cette détection est exigeante
Détecter tout type de neutrino est difficile parce que les particules interagissent très faiblement avec tous les autres types de particules présentes en question. Mais la capture des neutrinos de basse énergie du Soleil est particulièrement exigeante car ici sur Terre les processus naturels radioactifs, génèrent déjà des particules avec des énergies jusqu'à environ 3 MeV, ce qui peut donc occulter les interactions des neutrinos de basse énergie. Comme d'autres expériences sur les neutrinos, Borexino est situé profondément sous terre pour la protéger de toute ingérence des rayons cosmiques, en étant logé dans le laboratoire de l'Institut national italien de physique nucléaire au Gran Sasso. Et, comme d'autres expériences, ce labo contient une grande masse de détecteur , dans ce cas environ 280 tonnes d'un scintillateur liquide, ce qui génère des éclairs de lumière quand les neutrinos dispersent des électrons à l'intérieur du détecteur. Ce qui distingue la nouvelle expérience , cependant, c’est l'extrême pureté des matériaux utilisés pour la créer, comme le scintillateur lui-même et la sphère en acier inoxydable qui con tient le scintillateur - avec des niveaux de radioactivité pour chacun d'eux réduits de jusqu'à 10 ou 11 ordres de grandeur.
Dans les données recueillies entre 2007-2010, la collaboration Borexino, composée de physiciens d’ Italie, Etats-Unis, Allemagne, France et Russie, avait déjà identifié les neutrinos solaires résultant de la conversion du béryllium-7 en lithium-7. Grace à une énergie très bien définie de 0,86 MeV, ces neutrinos ont été détectés avec un taux d'environ 50 par jour pour 100 tonnes de scintillateur. Dans la dernière analyse, qui utilise les données obtenues depuis Janvier 2008, les chercheurs ont observé des événements encore plus rares - la détection des neutrinos solaires avec une énergie de 1,44 MeV précise qui seraient générés par la fusion de deux protons et un électron dans les "pep" réactions. En utilisant une nouvelle technique d'analyse de données pour masquer l'interférence produite à partir des noyaux de carbone-11, lesquels sont générés par les quelques particules de rayons cosmiques qui génent l'expérience, les chercheurs ont constaté que, en moyenne, les neutrinos de type « pep » entrent en collision avec les 100 tonnes de matériau de détecteur au rythme de 3.1 fois par jour.
C’est la première preuve directe
Selon le porte-parole de Borexino ,Gianpaolo Bellini, c'est la première preuve directe de réactions pep qui se déroulent dans le Soleil, et il affirme que ce flux observé correspond bien avec les prédictions des astrophysiciens du "modèle solaire standard". Toutefois il souligne que des données supplémentaires seront nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel Borexino comme une sonde des "oscillations"de neutrinos .En effet les résultats de nombreuses expériences diverses effectuées sur plusieurs décennies ont révélé que les neutrinos oscillent d'un type (électron, muon ou tau) à l'autre, quand ils voyagent à travers l'espace, mais les physiciens voudraient bien aussi savoir exactement comment l’amplitude de ces oscillations varie avec l'énergie des neutrinos. D'autres expériences ont montré que les prédictions théoriques sont en bon accord avec les données à des énergies plus élevées, et les résultats Borexino sur le béryllium-7 montre qu'il ya aussi un bon ajustement aux basses énergies. Malgré tout , dit Bellini, les neutrinos pep devront être encore davantage détectés et il faudra recueillir suffisamment de données à des énergies intermédiaires.
En fait, Borexino les chercheurs sont actuellement en train de renouveleren l améliorant leur détecteur afin de réduire les niveaux de radioactivité résiduels encore présents ; ceci pour espérer ensuite commencer trois ans de plus de prises de données en Mars ou Avril. Ces nouvelles données pourraient également confirmer l'existence de neutrinos à partir d'un ensemble complètement différent de réactions de fusion , ensemble que l'on soupçonne alimenter les étoiles massives et qui fournissent également une petite fraction de l'hélium à l'intérieur du Soleil - le cycle "carbone-azote-oxygène " (CNO) , qui fusionne l'hydrogène en hélium par la formation des trois éléments les plus lourds. Ces neutrinos devraient interagir avec les noyaux d’un détecteur Borexino, à un taux semblable à celui des neutrinos pep mais comme ils présentent un spectre d'énergie de caractère moins distinctif , cela le rend plus difficile à le distinguer de l'arrière-plan, bien que les conditions améliorées des dernières analyses fixent désormais des nouvelles limites strictes supérieures
Bellini avance que la détection des neutrinos CNO pourrait alors résoudre le "puzzle de la métallicité" en ce qui concerne la composition de l'atmosphère du Soleil. Les scientifiques ont créé un modèle « 3D » de son atmosphère qui s'accorde bien avec les données de spectroscopie, et qui prévoit 30-40% environ de carbone, de l'azote, l'oxygène, le néon et l'argon de moins sur la surface du Soleil que ne le fait une théorie alternative, moins sophistiquée, le modèle dit « 1D ». Mais c'est ce dernier modèle qui s’avère toutefois plus cohérent avec les données de l'hélio sismologie - l'étude de l'intérieur du Soleil par l'intermédiaire des ondes de pression qui se propagent à travers l’astre . Selon Bellini, l'observation des neutrinos CNO devrait régler la question, puisque leur flux prédit est très sensible à l'abondance des divers éléments présent dans l'atmosphère solaire.
Le travail est décrit dans Physical Review Letters. À propos de l'auteur Edwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome3 commentaires
Pour le reste faites comme d’habitude : faites votre bonheur en choisissant le plat anglais que vous préférez !
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