Ученый в 30-х годах ХХ века поставил перед собой следующую задачу:
не делая априорных допущений об условиях, существующих в звёздных недрах,
выяснить эти условия путем анализа наблюдаемых закономерностей, и затем,
зная эти условия, сделать заключение об источнике звёздной энергии[4].

Детальный анализ закономерностей, характеризующих свойства звёзд,
изложен Козыревым в докторской диссертации «Теория внутреннего строения звёзд
как основа исследования природы звёздной энергии»[5].
Диссертация была защищена в Ленинградском гос. университете в апреле 1947 г.
и опубликована в «Известиях Крымской астрофизической обсерватории»
двумя частями в 1948 и 1951 годах[6][7]. Проведенный Козыревым анализ
закономерностей, описывающих свойства звёзд, привел к заключению,
что внутри стационарных звёзд нет внутренних источников энергии.
Опираясь на закон сохранения энергии, Козырев сделал вывод, что звёзды
черпают энергию извне. Поскольку звёзды существуют везде во Вселенной,
то этот источник энергии должен быть столь же всеобщим, как сама Вселенная.
Ученый предположил, что таким источником является время.
Эту гипотезу Козырев сформулировал для себя в 1938 г., но впервые опубликовал её
только через 20 лет, в 1958 г., после того, как провел большой цикл лабораторных
экспериментов, подтвердивших, по его мнению, догадки о физических свойствах времени.

Согласно расчетам Н. А. Козырева, плотность вещества в центре звезды и температура
(порядка 6-7 млн K) недостаточны для процессов термоядерного синтеза[6][7][8].
(Согласно представлениям современной физики и астрофизики, температура в центре Солнца
порядка 14 млн K и источником энергии звезд являются термоядерные реакции).
В дальнейшем Н.А. Козырев проделал большую теоретическую и экспериментальную работу
в развитие своей теории и дополнил её циклом астрономических наблюдений. В ряде случаев
опыты давали положительный результат и интерпретировались как успешные.
Однако независимая перепроверка их либо не подтверждала, либо уровень точности
признавался недостаточным для однозначных выводов[9].

https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Причинная_механика

http://chronos.msu.ru/ru/rnameindex/kozyrev-n-a

Ученые получили первое экспериментальное подтверждение
термоядерных процессов CNO-цикла на Солнце

30 ноября 2020, 00:01
Ольга Коленцова

Ученые доказали существование еще одного источника энергии Солнца.
Специалисты получили первое экспериментальное подтверждение того,
что на звезде протекают термоядерные реакции так называемого CNO-цикла.
Исследователям удалось зарегистрировать солнечные нейтрино, которые
образуются в ходе именно этого процесса. Успешный эксперимент провели
ученые международной коллаборации «Борексино», в которую входят
исследователи из России, и в частности НИЦ «Курчатовский институт».

Источник энергии звезд — термоядерный синтез
— совокупность происходящих при больших температуре и давлении
цепочках реакций превращения водорода в гелий.

— Это может происходить двумя способами:
за счет протон-протонной цепочки слияния ядер водорода,
а также реакций CNO-цикла, — пояснил «Известиям» руководитель
отделения физики нейтрино НИЦ «Курчатовский институт»
Михаил Скорохватов. — Назван второй процесс по аббревиатуре
трех элементов, ядра которых превращаются в ходе реакции
один в другой: углерода (C), азота (N) и кислорода (O).

За теорию, описывающую второй тип генерации энергии в звездах,
в 1967 году была вручена Нобелевская премия по физике.
Теперь ученые в Borexinо подтвердили это экспериментально.
Оказалось, что оба типа не исключают друг друга, и реакции CNO-цикла
происходят внутри Солнца, пусть их вклад и составляет всего 1%
от общего объема получаемой энергии.

Чтобы экспериментально доказать, каким образом происходит генерация энергии в звездах, ученые регистрируют нейтрино — особые частицы, рождающиеся в процессах термоядерного синтеза. Проблема в том, что они очень слабо взаимодействуют с веществом, поэтому почти беспрепятственно покидают недра Солнца и, двигаясь с околосветовой скоростью, достигают поверхности Земли за восемь с половиной минут. Такое свойство делает нейтрино идеальным источником информации о процессах внутри звезд, причем почти в режиме реального времени.

— В рамках протон-протонной цепочки образуются нейтрино с разными энергиями,
— пояснил начальник лаборатории физики нейтрино НИЦ «Курчатовский институт»
Евгений Литвинович. — Но в среднем энергия нейтрино, рожденных в реакциях
протон-протонной цепочки, немного ниже, чем у нейтрино, получающихся
в процессе CNO-цикла.

Способность проходить сквозь материю, почти не вступая с ней во взаимодействие,
очень сильно усложняет регистрацию нейтрино. Чтобы «напасть на след» нейтрино,
ученые использовали мощный детектор «Борексино». Он регистрирует все нейтрино,
но разница в энергиях позволяет засечь нужные частицы.

— Детектор оснащен мишенью для нейтрино, состоящей из 280 тонн
органической жидкости, — рассказал Евгений Литвинович.
— Если внутри нее произошло взаимодействие нейтрино с электронами,
это приведет к выделению небольшого количества фотонов.
С помощью фотоэлектронных умножителей мы можем увидеть это явление.

Детектор снабжен несколькими слоями защиты от окружающей
естественной радиоактивности. Это явление незаметно для человека,
но оно создает фон, «зашумляющий» регистрацию нужных нейтрино.

— Нейтрино, появившиеся в процессе CNO-цикла, особенно сложно зарегистрировать,
так как они имеют малую энергию, — добавил старший научный сотрудник НИИЯФ
имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова Александр Чепурнов.
— В течение более чем 15 лет мы собирали данные, «очищали» детектор от фоновых событий,
снова набирали данные, и так много раз. Сейчас детектор представляет собой
самое низкофоновое место на всей планете, благодаря чему и удалось
осуществить нужные измерения.

— Из секстиллионов (10 в 21-й степени. — «Известия») проходящих через детектор солнечных нейтрино удавалось зарегистрировать только около 100 всех типов нейтрино в день, — сообщил заведующий отделом ядерных детекторов НИЦ «Курчатовский институт» ПИЯФ Александр Дербин. — Наша задача заключалась в том, чтобы выделить сигналы именно от CNO-нейтрино. Точнее, зарегистрировать электроны, которые испытали взаимодействие с этими частицами.

В результате участникам коллаборации «Борексино» впервые удалось экспериментально зарегистрировать солнечные нейтрино, возникающие в реакциях CNO-цикла, и вычислить их поток, достигающий Земли. По экспериментальным данным, через каждый квадратный сантиметр поверхности проходит около 700 млн таких нейтрино в секунду, что составляет примерно одну сотую общего потока нейтрино от Солнца. Это как раз соответствует теоретическим оценкам вклада CNO-цикла в производимую Солнцем энергию.

— Будущие исследования позволят лучше понимать происходящие в звездах процессы, в частности, уточнить элементный состав Солнца. И нейтрино будут в этом нашими помощниками, — сообщил Михаил Скорохватов.

В международной коллаборации «Борексино» проводят исследования более 100 ученых из разных стран, в том числе российские специалисты из НИЦ «Курчатовский институт», ОИЯИ, НИИЯФ имени Д.В. Скобельцына МГУ.

СПРАВКА «ИЗВЕСТИЙ»
Детектор «Борексино» был создан для изучения солнечных нейтрино. Он расположен в Национальной лаборатории Гран-Сассо (Laboratori Nazionali del Gran Sasso) в районе города Л'Аквила (Италия). Детектор находится в тоннеле под горным массивом, толщина скальных пород над лабораторией достигает 1,4 тыс. метров.

Коллаборация «Борексино» объединяет группы ученых из Италии, Германии, США, Франции, России и Польши. Российские ученые вносят существенный вклад в развитие проекта — это разработка, изготовление и установка электроники для сбора данных и мониторинга детектора, алгоритмов моделирования и анализа данных. В составе «Борексино» функционирует разработанный российскими учеными электронно-измерительный комплекс на базе быстрых оцифровщиков формы импульса.

Термоядерные реакции CNO-цикла на Солнце получили экспериментальное подтверждение

Учёные НИИЯФ МГУ в составе коллаборации «Борексино»
сумели зарегистрировать солнечные нейтрино, образующиеся
в процессе так называемого CNO-цикла, что является первым
экспериментальным подтверждением протекания
термоядерных реакций этого типа в звёздах.
Будущие исследования позволят лучше понимать процессы,
происходящие в звёздах, в частности, уточнить элементный
состав Солнца. Статья об этом открытии опубликована в журнале Nature.

Published: 25 November 2020
Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun
The Borexino Collaboration
Nature volume 587, pages577–582 (2020)

The Borexino Collaboration. Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun. Nature 587, 577–582 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2934-0

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2934-0

https://www.msu.ru/science/main_themes/ … denie.html

http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e181.htm

Источником энергии звёзд является термоядерный синтез
— совокупность происходящих при больших температуре и давлении
цепочках реакций превращения водорода в гелий. Это может происходить
двумя способами. Первый способ, называемый протон-протонной цепочкой,
начинается с прямого слияния двух ядер водорода в «тяжелый водород»,
из которого затем и образуется гелий. Во втором способе ядра более тяжелых
элементов — углерода (C), азота (N) и кислорода (O) — превращаются друг в друга
(отсюда и название — CNO-цикл), «расходуя» на это водород, и производя гелий.
Теоретически генерация энергии звёзд в CNO-цикле была предсказана
несколько десятилетий назад, но не была подтверждена экспериментально.
Считается, что для лёгких звёзд, включая Солнце, основным является первый способ,
тогда как для более массивных звёзд — второй. Однако эти способы не исключают
друг друга, и реакции CNO-цикла должны происходить и внутри Солнца,
пусть и со вкладом всего около 1%.

В процессах термоядерного синтеза генерируется электромагнитное излучение
в виде гамма-квантов, а также рождаются особые частицы — нейтрино.
Из-за специфических условий внутри Солнца гамма-кванты, рожденные в центре,
постепенно отдавая энергию окружающему веществу, достигают поверхности Солнца
в виде ультрафиолетового излучения и видимого света лишь через сотни тысяч лет.
Нейтрино же очень слабо взаимодействуют с веществом, что позволяет им практически
беспрепятственно покидать недра Солнца без потери энергии. Это свойство делает
нейтрино идеальным источником информации о процессах внутри Солнца, причем
почти в режиме реального времени — двигаясь почти со скоростью света они достигают
Земли за 8 с половиной минут. Однако, настолько же «беспрепятственно» эти частицы
проходят и через детектор, что сильно усложняет их регистрацию. Лишь очень малая
доля нейтрино взаимодействует с веществом, вынуждая строить огромные детекторы,
защищая их от любого возможного радиоактивного фона, и проводя измерения
в течение многих лет.

Таким детектором является «Борексино» с мишенью для нейтрино, состоящей
из 280 тонн жидкого сцинтиллятора и окруженной несколькими слоями защиты
от окружающей естественной радиоактивности. Детектор расположен в подземной
лаборатории внутри горного массива Гран-Сассо в Италии, что дает защиту
от космических лучей. При рассеянии нейтрино на электронах сцинтиллятора
возникает слабая вспышка света, которую улавливают около 2200 фотоумножителей.
Из триллионов проходящих через детектор нейтрино получается зарегистрировать
около ста событий в день. Чтобы из всех собранных за годы работы детектора событий
выделить взаимодействия нейтрино от исследуемых реакций на Солнце, требуется
использовать теоретические модели и тщательно вычислять вклады фоновых процессов.

https://www.msu.ru/science/main_themes/ … denie.html