Международная физическая коллаборация Borexino удостоена престижной премии имени Джузеппе и Ванны Коккони Европейского физического общества в области астрофизики и космологии за прорывные исследования в области солнечных нейтрино, обеспечившие уникальное и исчерпывающее доказательство протекания реакций термоядерного синтеза в Солнце в цепи pp-реакций и в цикле углеродно-азотных реакций.

Премия имени Джузеппе и Ванны Коккони основана Европейским физическим обществом в 2010 году в память о семейной паре итальянских физиков, работавших в CERN. Присуждается раз в два года за выдающийся экспериментальный, теоретический или технологический вклад в астрофизику частиц и космологию. Номинироваться на премию могут как отдельные ученые, так и их группы в составе одной или более коллабораций. На премию этого года номинировалась коллаборация Borexino, которая объединяет ученых из Италии, Германии, США, Франции, России и Польши.

Детектор Borexino — сверхчувствительный инструмент, созданный для изучения солнечных нейтрино, был запущен в мае 2007 года, и все еще набирает уникальные данные. В прошлом году коллаборация опубликовала статью об обнаружении нейтрино от протекающих в Солнце реакций углеродно-азотного цикла (CNO-цикла). Реакции этого цикла дают вклад только около одного процента в полную солнечную энергию, а энергия более массивных звезд генерируется главным образом как раз в этом цикле. Большое количество массивных звезд во Вселенной и их быстрая эволюция делает CNO-цикл основным механизмом синтеза гелия из водорода в звездах. Процессы в CNO-цикле хорошо обоснованы теоретически, но до результатов Borexino не было экспериментального подтверждения его протекания в Солнце.

“Изучение солнечных нейтрино чрезвычайно важно для физики Солнца и астрофизики, — говорит старший научный сотрудник Лаборатории ядерных проблем им. В. П. Джелепова ОИЯИ Олег Смирнов. — На сегодня измерения концентрации элементов тяжелее гелия, полученные из спектроскопии поверхности Солнца, находятся в противоречии с данными гелиосейсмологии. Это противоречие составляет так называемую проблему металличности Солнца, или, другими словами, загадку его химического состава. Предсказания потоков солнечных нейтрино зависят от концентрации тяжелых элементов, а значит, их измерение может быть использовано для разрешения проблемы металличности Солнца. Результаты Borexino соответствуют более высокой вероятности реализации моделей Солнца с высокой концентрацией тяжелых элементов. Это первое указание подобного рода в истории исследования солнечных нейтрино. Таким образом, коллаборация Borexino сделала первый шаг в направлении разрешения проблемы металличности Солнца”.

Коллаборация Borexino объединяет группы ученых из Италии, Германии, США, Франции, России и Польши. Группа из Лаборатории ядерных проблем им. В. П. Джелепова ОИЯИ является одной их старейших в коллаборации и участвует в эксперименте с начала обсуждения проекта в 1991 году. Кроме ученых из ОИЯИ в работе по проекту Borexino принимают участие коллеги из НИЦ «Курчатовский институт», работающие на площадке в Москве и в Санкт-Петербурге в НИЦ КИ-ПИЯФ, а также специалисты НИИЯФ МГУ.

Церемония награждения состоится на конференции Европейского физического общества по физике высоких энергий 26 июля 2021 года.

Участники коллаборации Borexino © Коллаборация Borexino

Фотосенсоры (фотоумножители) детектора Borexino на внутренней поверхности металлической сферы. Перед каждым фотоумножителем установлен концентратор света в виде конуса. Открытая часть концентратора имеет диаметр 50 см. Усеченные цилиндры желтого цвета обеспечивают защиту устройств от магнитного поля Земли © Коллаборация Borexino

Внутри детектора после установки фотоумножителей © Коллаборация Borexino