Neutrinos são partículas sem carga com cerca de uma massa de cerca de um milionésimo de um elétron que são criadas pelos processos nucleares que ocorrem no Sol e em outras estrelas. Essas partículas são frequentemente descritas com cores como os 'fantasmas' do zoológico de partículas, porque interagem de maneira muito fraca com a matéria. Um artigo publicado em EPJ C pela colaboração Borexino - incluindo XueFeng Ding, Pós-doutorado Associado de Física na Universidade de Princeton, Estados Unidos - documenta as tentativas do experimento Borexino para medir neutrinos de baixa energia do ciclo de carbono-nitrogênio-oxigênio (CNO) do Sol pela primeira vez.

"Este instrumento gigante, enterrado sob as montanhas Gran Sasso no Laboratório Nacional Gran Sasso, na Itália, está capturando neutrinos semelhantes a fantasmas de um processo chamado CNO no centro do Sol, "Ding explica." Fizemos dezenas de milhares de simulações e previmos que seríamos capazes de provar que esses fantasmas 'CNO' existem pela primeira vez na história humana. "

O Sol produz energia convertendo quatro núcleos de hidrogênio em um núcleo de hélio por meio de dois mecanismos. A maior parte da energia produzida pelo Sol é iniciada pela fusão direta de dois prótons em um deutério, começando a cadeia de pp, o outro mecanismo é catalisado por núcleos mais pesados, como carbono, nitrogênio e oxigênio, conhecido como ciclo CNO - que produz cerca de 1% da produção de energia de nossa estrela. Além dessa pequena contribuição de energia, o ciclo CNO também deve produzir cerca de 1% dos neutrinos que fluem do sol.

"Neutrinos do processo do ciclo CNO no Sol permaneceram essencialmente hipotéticos até o recente relatório de Borexino sobre a conferência Neutrino 2020, "Diz Ding." Borexino tem procurado neutrinos CNO desde 2016, depois que o sistema de isolamento térmico e o sistema de controle de temperatura ativo foram instalados. Este artigo relata um estudo quantitativo sobre a sensibilidade do Borexino na busca de neutrinos CNO e explica a metodologia. "

Como o próprio Sun tem apenas 1% de filial CNO, e uma vez que os neutrinos já são incrivelmente difíceis de detectar, não houve essencialmente nenhuma medição ainda do processo CNO em si, embora se acredite que seja a avenida dominante de produção de energia em estrelas muito mais massivas do que o sol. A detecção de neutrinos do ciclo CNO ensinará aos pesquisadores muito mais sobre isso, por sua vez, revelando os segredos escondidos sob a superfície das estrelas mais massivas do Universo.