שני מאיצים, ניסוי אחד

 

 

שניים מתוך שלושת חתני פרס נובל בפיסיקה השנה, ריימונד דייוויס ומסאטושי קושיבה, זכו בפרס על תגליות יסוד בדרך ארוכה שהובילה לגילויים מרשימים בשנה החולפת: ניסויים שבוצעו במעבדת SNO Solar Neutrino) Observatory) בקנדה הוכיחו, כי חלקיקי הניטרינו, המסווגים לשלושה סוגים, יכולים לעבור מסוג אחד למשנהו, וכפועל יוצא מכך הוכח שלניטרינו יש מאסה (קטנה מאוד). ניסויים אלה והמסקנות שהוסקו מהם הם גולת הכותרת של עבודה רבת היקף שבוצעה בשנים האחרונות בשני תחומים בפיסיקה: חקר הניטרינו וחקר השמש והתהליכים שמתרחשים בה. עם זאת, כדי להגיע להבנה טובה יותר של התהליכים והתופעות שנצפו, מתבצעים בתחום זה ניסויים נוספים במקומות שונים בעולם.

 

במסגרת זו בוצע במכון ויצמן למדע ניסוי שיש לו השלכות ישירות על גורם הנמצא בקו התפר שבין שני העולמות: פיסיקה של ניטרינו ופיסיקה של השמש. הגורם הזה הוא שטף גרעיני הבורון 8, שהמדידות שבוצעו במכון יאפשרו לקבוע אותו בדיוק גדול משהתאפשר בעבר. יצירתו והתפרקותו של הבורון 8 הן חוליות בשרשרת תהליכי המיזוג המתרחשים בשמש, אבל חשיבותו של הבורון 8 נובעת בין היתר מכך שתוך התפרקות ביתא הוא מפיק ניטרינים עתירי אנרגיה (אלה החלקיקים שנחקרו בניסויים שבוצעו ב- SNO ובניסויים של דייוויס).

 

פרופ' מיכאל הס ופרופ' גבירול גולדרינג, מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים במכון ויצמן למדע, החוקרים הבתר-דוקטוריאליים ד"ר לאגי באייבי וד"ר קריסטינה בורדאנו, ותלמיד המחקר (דאז) ליאוניד וויסמן שיחזרו באחרונה תהליך שמתרחש גם במרכז השמש: מיזוג של פרוטון וגרעין של בריליום 7, המסתיים ביצירתו של גרעין בורון 8. גרעין זה (בורון 8) מתפרק תוך כשנייה, פולט פוזיטרון וניטרינו - והופך לבריליום 8. גרעין זה הופך מיד לשני חלקיקי אלפא (גרעיני הליום), שהם החלקיקים הנצפים בניסוי. חלקיקי אלפא אלה הם חלק זעיר של מאגר ההליום המצטבר בשמש, אך חשיבותו של התהליך ששוחזר בניסוי אינה קשורה להליום שהוא מפיק ולא להפקת אנרגיה, אלא בכך שהוא משמש מקור לניטרינים, שהיו אמצעי מרכזי בחקר תהליכי המיזוג הגרעיני בשמש, ובאחרונה גם בחקר הפיסיקה של הניטרינים עצמם.

 

הניסוי בוצע במאיץ הוואן דה-גראף, הפועל במכון זה יותר מארבעים שנה. הבריליום 7, שהוא איזוטופ רדיואקטיבי בעל זמן חיים של כחודשיים, הופק במאיץ היונים הרדיואקטיביים ISOLDE במעבדת החלקיקים האירופית CERN. כך, במחקר אחד, שולבה אחת ממערכות מאיצי החלקיקים המתקדמים בעולם עם מאיץ הוואן דה-גראף

בן הארבעים במכון ויצמן למדע.

 

תיאור המחקר הזה התפרסם באחרונה בכתב העת Physical Review Letters.

 

במחקר השתתפו גם מדענים מהמרכז למחקר גרעיני שורק, ממאיץ היונים הרדיואקטיביים ISOLDE שבמעבדת החלקיקים האירופית, CERN, וממכון שרר.