Slunce bude i za sto tisíc let svítit stejně jako teď  
Jeden z nejvýznamnějších experimentálních výsledků loňského roku se týká slunečních neutrin. Analýza dat z neutrinového detektoru Borexino prokázala, že v nitru Slunce se i nyní uvolňuje tolik energie, kolik jí Slunce vyzařuje ze svého povrchu. Cesta fotonů vzniklých v jaderných reakcích ve středu naší hvězdy trvá průměrně sto tisíc let. Je tak jasné, že i za tuto dobu bude Země od Slunce dostávat stejnou porci světla a tepla.

 

Zvětšit obrázek
Vnitřní část detektoru Borexino (zdroj Borexino).

Neutrina jsou částice, které interagují pouze slabou interakcí a pravděpodobnost jejich zachycení v látce je velmi malá. Slunce tak sice vyzařuje obrovské množství neutrin, ale jejich detekce je velmi náročným úkolem (o detekci neutrin podrobně zde). To se týká hlavně případů, kdy mají neutrina nízkou energii. První detektor, který ulovil neutrina ze Slunce, byl založen na reakci, kdy se mění chlór na radioaktivní argon. Provozoval ho od konce šedesátých let R. Davis Jr. v podzemním dole Homestake. Detekoval neutrina s energií vyšší než 800 keV. Detektor v Homestake měl hmotnost aktivní náplně 32 tun. Pracoval zhruba 31 let od roku 1968 do roku 1999. Přesto zaznamenal dohromady pouze zhruba 2000 interakcí slunečních neutrin s jádry chloru. I tak však narazil na obrovskou záhadu. Zachycených neutrin ze Slunce bylo mnohem méně, než vycházelo ze slunečních modelů. I další detektory jiného typu tento deficit potvrdily a zjistily, že jeho velikost závisí na energii neutrina. Tento rozpor byl vysvětlen oscilacemi neutrin (podrobně o oscilacích zde). Část těch elektronových, která vznikají reakcemi na Slunci, se během letu k Zemi mění na mionová a taunová, která už tyto detektory nedokáží zachytit. Konečný důkaz správnosti tohoto vysvětlení přinesl až detektor SNO, který dokázal detekovat všechny tři typy neutrin a zároveň i identifikovat neutrina elektronová. Ten potvrdil, že celkový počet neutrin odpovídá počtu vzniklých neutrin elektronových a počet jim zachycených neutrin elektronových odpovídá předpokladu úbytku oscilacemi pozorovaném v dřívějších experimentech. Detektory však pozorovaly pouze neutrina s energiemi vyššími než 600 keV a zaznamenávaly tak jen neutrina pocházející z reakcí, které produkují jen necelé procento energie vznikající v nitru Slunce. Více než 99 % energetického výkonu Slunce, který je 3,84•1014 TW, vzniká v tzv. proton-protonovém cyklu, kdy se dva protony sloučí do deuteronu s vyzářením pozitronu a neutrina. Ten však vyzařuje neutrina maximálně s energií do hodnoty 400 keV. Bylo tak potřeba vybudovat detektory, které měly dostatečně nízký energetický práh.

 


Jak na nízkoenergetická neutrina

Abychom zachytili neutrina s co nejnižší energií, musíme využít odpovídající reakce. V tomto případě se využívá rozptyl neutrina na elektronu. Tímto procesem můžou interagovat všechna neutrina, i když pravděpodobnost rozptylu elektronového neutrina je zhruba pětkrát vyšší než je tomu u neutrina mionového a tauonového. Část energie neutrina se elektronu při rozptylu předá. Neutrino nemůže předat všechnu energii, ale pouze po jistou maximální hodnotu. Například energie neutrin vyzařovaných při rozpadu beryllia 7 elektronovým záchytem má přesně danou hodnotu 862 keV. Odražené elektrony, na kterých se toto neutrino rozptýlí, mají energii maximálně 665 keV. 

 

Pokud je energie neutrina nízká, je nízká i energie elektronu. Jeho rychlost je nižší než rychlost světla ve vodě či jiné kapalině a nevyzařuje Čerenkovovo záření. Nelze tak využít Čerenkovovy detektory. Je tak potřeba použít detektory založené na využití kapalného scintilátoru. Elektron i s nízkou energií může totiž ionizovat a excitovat atomy a molekuly v materiálu, kterým se pohybuje. Některé s excitovaných stavů molekul se vybíjejí emisí světla, které mohou zachytit fotonásobiče. Velikost signálu je tak sice pochopitelně úměrná energii elektronu, ale signál vznikne vždy. To, jestli je elektronikou zpracován, závisí na tom, jestli překročí hodnotu šumu. V současnosti se využívá pro scintilační detektory neutrin velice čistý minerální olej, což je v podstatě směs uhlíku a vodíku.

 

 

Zvětšit obrázek
Fotonásobič projektu Borexino upevněné na nádobě z nerezové oceli (zdroj Borexino).

Elektrony s takto nízkou energií se produkují také v řadě rozpadů beta různých radionuklidů, které se vyskytují v různých látkách v přírodě. Vytváří se tak intenzivní přirozené pozadí případů, které nelze odlišit od rozptylů neutrin. Jejich počet rychle roste s poklesem energie. Nejnižší dostupná energie detekovaných neutrin je tak velmi silně závislá na čistotě použitého materiálu a co nejpečlivějším odstranění radioaktivních příměsí. Je potřeba co nejvíce snížit počet elektronů z rozpadů přírodních radionuklidů. Aby bylo možné pozorovat neutrina z proton protonového cyklu, je potřeba snížit dolní limitu na energii měřených neutrin na hodnotu nejméně 250 keV i níže.

 


Experimenty pro nízkoenergetická neutrina

První z detektorů dosahující tohoto cíle je Borexino. Nachází se v evropské podzemní laboratoři Gran Sasso. Jeho citlivý objem tvoří 278 tun minerálního oleje (jde o aromatické uhlovodíky) obsahující látku se scintilačními vlastnostmi. Chemicky jde o difenylozazol rozpuštěný v izoméru 1,2,4-trimethylbenzenu. Kapalný scintilátor je umístěn v kulové nádobě se stěnami z tenkého, jen 0,125 mm tlustého, nylonu. Tato nádoba má poloměr 4,25 m a scintilační záblesky v ní sleduje 2112 fotonásobičů. Tato vnitřní nádoba je umístěna v nádobě vnější ze stejného materiálu. Prostor mezi stěnami vnitřní a vnější nádoby je vyplněn také minerálním olejem a slouží jako pasivní stínění před radiací z přirozeného pozadí. Vše je pak umístěno v nádobě z nerezové oceli, která slouží i pro uchycení zmíněných fotonásobičů. Prostor mezi ní a vnější nylonovou nádobou vyplňuje zase organická kapalina zajišťující pasivní stínění vnitřních částí. A vše toto je umístěno ve vodní nádrži, která zajišťuje aktivní stínění před kosmickými miony, či elektrony s vyšší energií, které ve vodě produkují čerenkovovské světlo. Proto se na ni dívá 208 fotonásobičů. Všechny materiály použité na konstrukci detektoru by měly mít velmi nízký obsah radioaktivních prvků. U oleje se tak uplatňuje velice intenzivní čištění. I z tohoto krátkého popisu je vidět, jak extrémní nároky na potlačení přirozeného radioaktivního pozadí ovlivňuji komplexnost konstrukce přístroje.

 

Zvětšit obrázek
Schéma detektoru Borexin. Modrou barvou je vyznačena voda ve vodní nádrži. Uvnitř ní se nachází kulová nádoba z nerezové oceli, na které jsou pevněny fotonásobiče. Oranžovou barvou je označena stínící vrstva minerálního oleje, její vnitřní část je v nádobě se stěnami z nylonu. Žlutou barvou je označena aktivní část detektorů s minerálním olejem se scintilačními vlastnostmi (zdroj arXiv:1308.0443v2).


Detektor začal pracovat v polovině roku 2007. Průběh první fáze čištění byl v jeho případě úspěšný. Přirozenou radioaktivitu se podařilo potlačit pro různé radioaktivní prvky sto milionkrát až deset miliardkrát oproti běžnému prostředí, které nás obklopuje. První fáze měření probíhala do roku 2010. Pak probíhalo po více než rok další čištění, které dále snížilo přirozené pozadí. Je desetina miliardtiny přirozeného pozadí v normální situaci, přesto je stále třeba počítat s přírodními radionuklidy. Jedná se například o radionuklidy 14C, 85Kr, 208Tl, 210Po a 210Bi, které ovlivňují nejzajímavější oblast nízkých energií. Radioaktivní izotop uhlíku 14C nelze chemicky od stabilního uhlíku oddělit. Řeší se to tím, že minerální olej pro detektor Borexino byl získán z velmi hlubokých a starých nalezišť ropy, kde je radioaktivního uhlíku nejméně. I tak bohužel patří radionuklid 14C k těm nejintenzivnějším zdrojům pozadí. Druhá fáze měření byla zahájena v říjnu roku 2011 a bude trvat až do poloviny tohoto roku. Mezi její první výsledky patří právě první pozorování neutrin z proton protonového cyklu.

 

Druhým podobným detektorem je KamLAND, který má oleje už 1000 tun a je umístěn na stejném místě jako detektor Super-Kamiokande. Má za sebou řadu úspěchů v detekci elektronových antineutrin z japonských reaktorů a studiu jejich oscilací. Byl první, který detekoval antineutrina z rozpadu radioaktivních prvků v nitru Země. V létě 2007 u něj proběhlo první čištění od radioaktivních prvků z přírodního pozadí v rámci snahy o snížení energetického prahu a přípravy pozorování slunečních neutrin s nízkou energií.

 

 

Zvětšit obrázek
Spektrum vyzařovaných neutrin vypočtené pomocí standardního slunečního modelu. Kromě spojitých příspěvků z proton protonového cyklu a rozpadu 8B jsou pozorovatelné i linky z 7Be a reakce fúze dvou protonů se záchytem elektronu (pep). (Zdroj arXiv:1308.0443v2)

Kapalný scintilátor nahradí těžkou vodu také v detektoru SNO. V tomto případě bude mít vzniklý detektor SNO+ 780 tun této tekutiny, kterou bude opět uhlovodík (LAB – Linear Alkyl Benzen). V roce 2013 byla dokončena příprava podzemní laboratoře, kde je detektor umístěn. Hlavně se pracovalo na jejím vyčištění a snížení radioaktivního pozadí. V roce 2014 pak probíhala instalace a příprava detektoru. Předpokládá se, že by mohl být připraven k měření letos.

 


Produkce neutrin ve Slunci

V nitru Slunce probíhá řada jaderných reakcích, při kterých se přeměňuje vodík na helium. Během těchto přeměn se musí část protonů přeměnit na neutrony a to je možné pouze za současného vzniku elektronových neutrin. Ve většině případů tato přeměna probíhá formou radioaktivní přeměny beta plus. Ta se může uskutečnit buď formou s vyzářením pozitronu a elektronového neutrina, nebo formou zachycení elektronu radioaktivním jádrem, přičemž se vyzáří pouze elektronové neutrino.

 

V prvním případě se energie uvolněná při radioaktivní přeměně rozdělí mezi dceřiné jádro, pozitron a neutrino. Neutrino pak může mít hodnotu energie od velmi nízké až po hraniční energii uvolněnou při přeměně. V případě reakcí na Slunci jsou to například přeměny radioaktivních jader 13N, 15O, 17F a 8B. První dvě vznikají přímo během CNO cyklu. Poslední pak je přeměna izotopu boru 8B, vznikajícího v relativně velice vzácné reakci protonu s izotopem beryllia 7Be. 

 

V druhém případě se uvolněná energie rozdělí mezi dceřiné jádro a neutrino. Díky zákonu zachování hybnosti tak jsou hodnoty energie neutrina diskrétní a přesně dány. Pokud vzniká dceřiné jádro pouze v základním stavu, je hodnota energie neutrina jedna. Pokud může vznikat i ve vybuzených stavech, může být hodnot energie neutrin i více. Na Slunci vzniká také v reakcích jader 3He a 4He radioaktivní jádro 7Be, které se přeměňuje na stabilní jádro 7Li v základním nebo jednom vybuzeném stavu. Hodnota energie neutrina tak může mít jednu ze dvou možných hodnot, buď 384 keV nebo 862 keV. Další příspěvek s přesně danou energií neutrin je fúze dvou neutronů spojená se záchytem elektronu (pep proces). Tato neutrina mají energii 1440 keV. Na obrázku jsou jednotlivé příspěvky do spektra neutrin vyzařovaných Sluncem, jak je vypočítaly sluneční modely. Je vidět, že neutrina ze Slunce mají hodnoty energií až do 20 000 keV. Ovšem u hodnoty 420 keV, kde je hranice pro energie neutrin z proton-protonového cyklu dochází k poklesu jejich počtu zhruba o tři řády a u energie něco málo pod 2 000 keV pak zase zhruba o tři řády. Celkový tok slunečních neutrin je na Zemi 6,5?1010 cm-2s-1, neutrin pocházejících z přeměny 8B, jejichž energie překračuje zmíněnou hodnotu 2 000 keV, je z nich však jen 5,1?106 cm-2s-1, tedy o čtyři řády méně. Podrobně o neutrinech ze Slunce a dalších vesmírných zdrojů zde a zde.

 

Zvětšit obrázek
Spektrum elektronů produkovaných v detektoru Borexino z rozpadu uhlíku 14 a v rozptylech neutrin z proton protonového cyklu. V reálném detektoru je však třeba započítat rozmazání vznikající nepřesností měření energie elektronu (prezentace O. Smirnova na setkání experimentu Borexino v listopadu 2014).


Co pozoroval detektor Borexino

Již v první fázi se detektoru Borexino jako prvnímu podařilo detekovat neutrina z reakce přeměny 7Be, jejich počet byl zhruba 48 za den na 100 tun oleje. Šlo vlastně o první detektor, který zároveň studoval neutrina spojená s 7Be a 8B i pep procesem. Stačilo pouze vybírat data ve vhodně vybraných oblastech energií elektronů odražených v rozptylu neutrin. Druhá fáze tak měla za úkol pozorovat neutrina z proton protonového cyklu a také z CNO cyklu. A první úkol se podařilo splnit již nyní, ještě před dokončení této fáze měření a pečlivých kalibrací, které by měly proběhnout v tomto roce.

 

26  Spektrum elektronů v oblasti velmi nízkých energií pozorované detektorem Borexino s rozkladem na příslušné příspěvky. U hodnoty označené jako „free“ byla volná hodnota počtu detekovaných elektronů, u hodnoty „fixed“ šlo o použitou pevnou hodnotu počtu elektronů a u hodnoty „constrained“ byl počet elektronů volný, ale jen v omezeném rozsahu. (Zdroj Borexino)

 


Spektrum (viz obrázek), které se podařilo naměřit je potřeba analyzovat a vyseparovat jednotlivé příspěvky. Problémem je, že energie elektronu ze světelného signálu je určována s určitou nejistotou. Takže dochází k rozmazání energetického spektra elektronů. V případě detektorového spektra elektronů tak signál z 14C dosahuje až za hodnotu 260 keV (i když jeho hrana je u 155 keV) a signál z elektronů produkovaných v rozptylu neutrin z proton protonového cyklu až za hodnotu 350 keV (i když je hranice energie těchto elektronů jen kousek za 250 keV). Pro přesnost jeho započtení do analýzy spektra jsou klíčová velmi přesná kalibrační měření určující energetické rozlišení detektoru. To se s růstem energie zlepšuje. Pro energii 100 keV je relativní nejistota zhruba 15 % a pro energii 1000 keV už jen 8 %. Určit příspěvek z proton protonového cyklu bylo možné jen díky tomu, že v oblasti energií okolo 230 keV je srovnatelný s jinými příspěvky. Velikost příspěvku ze slunečních neutrin pocházejících z rozpadu 7Be lze v této oblasti určit z extrapolace měření při vyšších energiích a velikost příspěvku od elektronů z rozpadu uhlíku 14 z přirozeného pozadí pak z průběhu jeho změny v oblasti nižších energií. Zbytek tak tvoří elektrony z rozptylu neutrin z proton protonového cyklu.

 

Výsledkem rozkladu jednotlivých příspěvků je zjištění, že bylo detekováno 144 neutrin z proton protonového cyklu, nejistota této hodnoty je zhruba 10 %. Předpověď na základě standardních slunečních modelů je 132 neutrin s chybou zhruba 2 %. Je vidět, že hodnoty jsou v rámci uváděných nejistot ve velmi dobré shodě. Standardní modely jsou založeny na svítivém výkonu Slunce, který pozorujeme v současnosti. Znamená to, že i nyní v nitru Slunce probíhají proton protonové reakce stejným způsobem, jako před desítkami tisíc let, kdy vznikly fotony, které v současné době dorazily na Zem. Víme tak, že produkce energie v nitru Slunce je stále stejná, jako byla před zhruba 100 000 lety. Nová měření zpřesnila také hodnoty toku neutrin z rozpadu 7Be a procesu pep měřené v oblasti spektra s vyššími energiemi.

 

Dalším krokem by měla být identifikace a pozorování neutrin s CNO cyklu, těch by mělo být zhruba pět za den na 100 tun oleje. Modelový odhad jejich množství je jen velmi hrubý, protože je velmi citlivý k chemickému složení nitra Slunce. Zatím stanovil experiment Borexino pouze horní hodnotu 7,5 případů za den na sto tun oleje. Pokud se tato neutrina podaří pozorovat, mohlo by to být významným a citlivým nástrojem pro posuzování slunečních modelů, hlavně chemického složení, a rozhodování, který je správnější. Klíčové pro toto měření je další snížení počtu elektronů z rozpadu radioaktivních prvků přírodního pozadí. Hlavním zdrojem je v tomto případě rozpad polonia 210. Na snížení přítomnosti tohoto radionuklidu se bude v blízké době intenzivně pracovat.

 

 

Zvětšit obrázek
Podíl neutrin, která zůstala elektronovými. Kromě experimentálních dat je zobrazena i modelová předpověď (prezentace O. Smirnova na setkání experimentu Borexino v listopadu 2014)

Z naměřených hodnot počtu elektronů produkovaných neutriny z různých procesů lze určit oscilace pro dané energie slunečních neutrin zachycených z dané reakce. Jde o relativní podíl neutrin, která zůstala elektronovými. Jak je vidět na obrázku, jsou experimentální data ve velmi dobré shodě s teorií vycházející se standardního slunečního modelu a dat o oscilacích neutrin.

 

 

Pohled nejen do nitra Slunce, ale i do nitra Země

Dalším významným úkolem detektoru Borexino je zpřesnění znalostí o toku elektronových antineutrin z nitra Země. Ta vznikají při radioaktivním rozpadu beta přírodních radioaktivních prvků v zemské kůře a plášti. Hlavním zdrojem jsou rozpady uranu, thoria a izotopu draslíku 40. Tyto radionuklidy jsou také významným zdroje tepla v zemském nitru. Podle současných modelů by měl z rozpadu uranu pocházet výkon 8 TW z rozpadu uranu, 8 TW z rozpadu thoria 232 a 4 TW z rozpadu draslíku 40. Rozpad radionuklidů by tak dodával téměř polovinu tepelného výkonu, který vyzařuje zemské nitro, jeho hodnota je 47 TW s nejistotou 2 TW.

 

Antineutrina z draslíku 40 mají příliš nízkou energii, pouze do 1,8 MeV, Avšak energie antineutrin z uranu 238 a thoria 232 jsou dostatečně vysoká, navíc jejich spektrum je natolik rozdílné, že by je mělo být snadné rozlišit. Antineutrina se detekují pomocí obráceného beta rozpadu, kdy v reakci antineutrina a protonu vznikají neutron a pozitron. Zpožděná koincidence mezi signálem vznikajícím interakcí pozitronu s látkou a signálem vzniklým záchytem neutronu protonem nebo uhlíkem pak dává jasnou identifikaci detekce antineutrina.

 

Je paradoxem, že o struktuře a složení zemského nitra víme méně než o nitru slunečním. A k jeho poznání by mohlo přispět právě zkoumání neutrin. Poprvé se podařilo pozorovat geoneutrina (tedy ve skutečnosti geoantineutrina) experimentu KamLAND. Své výsledky publikoval v roce 2010 a byla založena na datech získaných v době, kdy ještě běžely japonské jaderné reaktory, které jsou také intenzivním zdrojem antineutrin. Takže příspěvek geoneutrin byl na značném pozadí reaktorových neutrin. Z těchto pozorování vycházela produkce tepla z rozpadu uranu a thoria 20 TW s nejistotou téměř 50 %. 

 

Daleko přesnější data z tohoto detektoru, získaná v době po Fukušimě, kdy japonské reaktory nepracovaly, byla publikována v roce 2013. Počet zaznamenaných reaktorových neutrin se snížil, i když jich ze vzdálenějších zahraničních reaktorů přilétalo do detektoru stále dost. Pozorováno bylo celkově 116 geoneutrin s nejistotou zhruba 25 %. Z nich byl získán odhad výkonu produkovaného z rozpadu uranu a thoria 11,2 TW s intervalem nejistot mezi 6,1 TW až 19,1 TW. Byl také stanoven první odhad poměru mezi množstvím uranu a thoria.

 

Antineutrina pozoroval i detektor Borexino. Geoneutrin zaznamenal 14,4 geoneutrin s nejistotou okolo 30 % a také 31,2 reaktorových neutrin s nejistotou okolo 20 %. Výsledky u geoneutrin jsou v dobré shodě s výsledky získanými detektorem KamLAND a výsledky záchyt reaktorových neutrin odpovídají hodnotám na základě výpočtů založených na znalosti umístění a provozu reaktorů ve světě. 

 

 

Zvětšit obrázek
Neutrinový detektor Borexino (zdroj Borexino).

Potvrzuje se tak, že mnohem větší a citlivější budoucí detektory by mohly významně pomoci při poznání rozložení radionuklidů v nitru Země a poznání stavby naší planety. Velký skok v citlivosti by bylo i dobře vybrané místo pro detektor ve velké vzdálenosti od všech jaderných reaktorů.

 


Závěr

Borexino by mělo měřit nejméně další čtyři roky a díky zvýšené statistice zachycených neutrin by se měly přímé informace o průběhu jaderných reakcí ve slunečním nitru zpřesnit. Zároveň by mělo probíhat i další snižování obsahu přírodních radionuklidů a tím i nežádoucího pozadí, hlavně izotopu polonia 210. Dá se předpokládat, že se v budoucnu postaví ještě větší a citlivější detektory. Značný potenciál je právě ve zvýšení čistoty materiálů, ze kterých se detektor skládá a snížení radioaktivního pozadí. Bude tak možné velice detailně kontinuálně sledovat „počasí“ v slunečním nitru. Je vidět, že máme nyní nástroj, který nám umožní včas zjistit, že se uvnitř Slunce děje něco špatného. Třeba takové změny v průběhu reakcí, které v budoucnu hrozí zvýšením energie uvolňované z povrchu naší hvězdy a dopadající na Zemi, nebo jejím snížením. Na růst nebo pokles teplot, které ovlivní podmínky pro život na naší planetě se tak budeme moci dostatečně včas připravit. Bude na to několik desítek tisíc let.

 

 

 

Autor: Vladimír Wagner
Datum: 23.01.2015 17:50
Tisk článku

Slunce - Švanda Michal
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 262 Kč
Slunce
Švanda Michal
Související články:

S rentgenem na tajemství Slunce     Autor: Milan Štrup (31.12.2014)
Blíží se Velké minimum sluneční aktivity?     Autor: Stanislav Mihulka (05.11.2013)
Je hezká neděle, i Slunce má „fajront“     Autor: Dagmar Gregorová (14.08.2011)
Odolá záhada horké sluneční koróny další teorii?     Autor: Dagmar Gregorová (10.01.2011)
Nejen Slunce cyklicky mění svou aktivitu     Autor: Dagmar Gregorová (04.09.2010)



Diskuze:

Poděkování

Jan Valečka,2015-01-25 20:49:56

Po přečtení místní diskuze bych chtěl nesmírně poděkovat všem autorům, kteří píší na Osla. Vážím si všech, i z oborů, které mě osobně moc nezajímají, protože zajímají ostatní a Osel je úžasný portál pro zájemce o aktuální dění v řadě oborů, podané formou přístupnou pro každého a přitom dostatečně vědeckou, aby se nevnášely přílišnými zjednodušeními chyby až nesmysly.
Články pana Wagnera nepochybně patří mezi ty náročnější, ale právě to, že jdou do hloubky a snaží se o podrobné vysvětlení mnoha souvisejících aspektů problému a že poctivě zasazují čísla i s přesností do patřičného kontextu, je dělá tak úžasnými. Když si dáte tu práci je pochopit, skutečně do dané problematiky uvidíte hlouběji, místo toho, aby čtenář jen mohl říct kamarádům "Hele, koukej, tady objevili todlencto, bomba, co?".
A ještě k té čtenosti, ono to bude ještě trochu horší. Jednak kolikrát některý článek otevřu i vícekrát, což se podle mě započítává, a jednak zatímco jsem laik ve fyzice, v některých oblastech biologie bych asi měl být považován za odborníka, čímž vlastně snižuju počty laiků. A spousta kamarádů je snižuje spolu se mnou a Osla taky čtou. Ale rád si tu přečtu i články ze svého oboru, pro hrubý přehled jsou super a člověku toho spousta unikne. Málo čtenářů bude spíš leností lidí si ty informace najít, místo aby jim je někdo strčil pod nos. Schválně, pane Wagnere, máte přehled, jakou čtenost mají Vaše články na Technetu?

Odpovědět

Dotaz

Brakke Marn,2015-01-25 15:48:20

jen jestli to dobře chápu: světlo se ze slunečního nitra prodírá na povrch a pak k Zemi cca. 100000 let, my teď detekujeme nějaká neutrina a podle nich se soudí, že slunce bude vyřazovat stále stejně energie. Ovšem neznáme stav neutrinového toku před těmi cca. 100000 lety -> tudíž, současný neutrinový tok ze slunce může znamenat jakoukoliv úroveň energetického vyřazovaní slunce za těch cca. 100000 let - víme jen, že se nebude skokově měnit - protože se zatím nezměnil počet detekovaných neutrin + odpovídá modelu. Je to tak? Nebo je to tvrzení, že slunce bude zářit stále stejně i za těch tisíc let potvrzeno tím, že to odpovídá nějakým dalším výpočtům ze slunečního modelu?

Odpovědět


Jaká je souvislost mezi počtem neutrin

Vladimír Wagner,2015-01-25 16:26:01

a uvolňovaným tepelným výkonem. Při každém cyklu reakci proton protonového cyklu se uvolní jedno neutrino a přesně daná energie. Takže, pokud dokážeme zjistit počet uvolňovaných neutrin za časovou jednotku, tak přesně víme uvolňovaný tepelný výkon. A naopak. Pokud tedy víme, jaký je současný uvolňovaný tepelný výkon, tak víme, že před sto tisíci lety se uvolňoval přesně daný počet neutrin za časovou jednotku. A ten je v mezích přesnosti stejný jako současně měřený počet neutrin uvolňovaných za časovou jednotku z nitra Slunce nyní. Naopak, pokud v současnosti uvolňovaný počet neutrin za časovou jednotku přepočteme na tepelný výkon uvolněný v příslušných reakcích, tak vidíme, že za sto tisíc let bude tepelný a zářivý výkon Slunce stejný jako nyní.

Odpovědět


Jak je to se slunečními modely?

Vladimír Wagner,2015-01-25 16:32:39

Sluneční modely předpovídají, že by mělo být vyzařování Slunce dlouhodobě stabilní. Ovšem přímé měření je něco jiného, než předpověď modelu. A také může přímé měření model potvrdit nebo vyvrátit.

Odpovědět


Už chápu

Brakke Marn,2015-01-25 17:09:58

Děkuji za jasné vysvětlení :-)

Odpovědět


Přesnost.

Milan Štětina,2015-01-26 07:50:00

On ten výkon je stejný ve smyslu zjištěné nepřesnosti. V článku se píše, že podle současného změřeného tepelného výkonu mělo být neutrin 132 -+2% a naměřilo se 144 -+10%. Takže to může být stejně nebo taky o 10% vice. To ale znamená zvýšení průměrné teploty na Zemi o nějakých 8-10°C (pokud nezapočtu kladnou/zápornou zpětnou vazbu od biologických a chemických procesů). Podle klimaalarmistů z IPCC by něco takového byla úplná katastrofa!
Já tedy zastáncem klimaalarmismus nejsem (klima se měnilo a měnit bude; byla období teplejší i chladnější; nějakých 10°C rozhodně není na vyhynutí všeho živého na Zemi, i když možná bude nutné se přestěhovat blíže k pólům; taky si nemyslím, že by lidstvo bylo schopno s globální teplotou hnout). Dále není moc důvod se domnívat (sluneční modely to nenaznačují), že by se výkon Slunce zvyšoval, takže to, že je výkon stále stejný je konzistentní s existujícími teoriemi a pro změnu by musel být "velký důkaz". Každopádně já už se toho nedožiju, moje děti ani vnoučata take ne, takže jsou to jen takové pěkné akademické debaty ;-).

Odpovědět


2 Brake Marn

Zbyněk Sláma,2015-01-27 12:19:22

Psal jste "Už chápu", ale nevím, jak je to možné, když jste na svoji otázku vlastně odpověď zdá se mi nedostal :).
Problém vidíte v tom, že "...světlo se ze slunečního nitra prodírá na povrch a pak k Zemi cca. 100000 let...", ale přitom "...neznáme stav neutrinového toku před těmi cca. 100000 lety..."
My však vazbu máme ;). Světlo se ze slunečního jádra k povrchu prodírá 100000 let, ale neutrina se z jádra dostanou k povrchu za chviličku. Je to kvůli tomu, že foton světla neustále reaguje s další plazmou, je po chvilce zase pohlcen, pak zas vyzářen, pak zas pohlcen, pak zas vyzářen - a přitom ještě mění směr, takže se mu také nezřídka stane, že se zase vrací směrem zpět do jádra. No má to prostě k povrchu hodně křivolaké. Kdežto neutrino s ničím nereaguje (proto je i problém ho nějak detekovat) a z jádra vyletí přímo rovnou čarou k Zemi.
Takže vlastně ta neutrina, která v současnosti naše přístroje zachycují, odpovídají fotonům, které k nám dorazí až teprve za dalších 100000 let. No a protože podle modelů jejich počet odpovídá světelnému výkonu dokonce i tomu současnému taxe z toho vyvozuje, že je tok dlouhodobě stabilní.

Odpovědět

Nebudu předstírat,

Jan Kment,2015-01-24 20:42:13

článkům pana Wágnera rozumím jen z části, někdy skoro vůbec. A přesto je rád čtu, nabíjejí mě nějakou zvláštní myšlenkovou energií, často se po čase přistihnu, že si i pamatuju něco, čemu jsem na první pohled nerozuměl.
Z jeho způsobu psaní cítím velkou poctivost a erudici a bylo by mi nesmírně líto, kdyby se začal nám 'nevzdělancům z pohodlnosti' přizpůsobovat.
Věda určitě není primárně o snadnosti, stručnosti, přístupnosti. Populárně vědeckých nedopečenin najdete na webu fůru a často ani nepoznáte jestli je psal někdo, kdo tématu vůbec rozuměl, nebo si jen někde vypůjčil pár vědecky znějících slov.
Je to jen na nás, jestli si k těmhle složitějším textům najdeme cestu, odkazů dává autor dost a dost, a taky se snaží složité téma co nejvíc přiblížit, ale nikoli zjednodušit, to by si neodpustil. A to je právě to cenné, že se na Oslu dotýkáme skutečné vědy, ne nějakého zeslabeného výtažku pro slabomyslné! Za to děkuji!

Odpovědět

Pro pana Wagnera

Josef Řeřicha,2015-01-24 18:55:16

Pan Wagner na mou adresu napsal : „Že se mi to však ne úplně povedlo, ukazuje i poznámka pana Řeřichy, že nepochopil z článku, proč se ty výzkum dělají.“. Pane Wagnere, občas každý z nás řekne „názor“, nepovedený, který trošku jinak řekl a trošku jinak myslel. Já naopak si Vás vážím a považuji Vás po Grygarovi za druhého nejschopnějšího popularizátora fyziky a kosmologie za posledních 40 let u nás. Klobouk dolů. Moje předchozí poznámka nesměřovala „do Vás“, ale spíš do rozčarování z toho, že obsáhlost a podrobnost Vašich článků jsou „perly sviním“,( tím nemíním nikoho urážet ) protože třetina laiků jim nerozumí z důvodů nepochopení, druhá třetina rozumí matně, a jen poslední třetina ví o tom tématu adekvátně něco víc. Grygar podával veřejnosti vědu 10x atraktivněji, pane Wagnere. A to právě proto, že se zřekl hlubokých podrobností. Opravdu tomu laik rozumí jen mlhavě…, je zvědavý a tak čte, čte.., je to ovšem zbytečné mu to tak podrobně předkládat. Věřte. ( Ze 7000 čtenářů jsou odborníky 2% ) To byl můj názor. Nemusel být dobrý, jistě.
Pak jste zadruhé nešťastně pochopil, že já se ušklíbám nad tím „k čemuže je to dobré“ to bádání nad neutrinami. Vím, že základní výzkum je zapotřebí a že nakonec ( vždy ) se plody dostaví. Já se pouze zeptal „jaké plody“ už se dostavily. Poznámka : bylo by např. dobré říci ( laické veřejnosti ) jaké poznatky-plody ZASADNI přinesl CERN za posledních 40 let, krom známého Higgs-bozonu. ? Jaké ?, ví to těch 7000 čtenářů ?, mohli by je zde v diskusi čtenáři-laikové vyjmenovávat ?

Odpovědět


Jan Valečka,2015-01-25 20:33:59

Ale vždyť ten článek popisuje, jaké plody se dostavily. Objev oscilace neutrin je hned na začátku, a dále je přímé pozorování jaderných reakcí v jádru slunce (!) a odvození množství a poměru radioizotopů uvnitř Země. Vám je to málo? Navíc tenhle článek dodává měrou vrchovatou nesmírně zajímavou "omáčku", přečtete si, co přesně sledovali, jak, kde, jaké problémy a jak museli řešit a k jakému výsledku došli, ovšem navíc i s jakou přesností (tedy třeba že při 10% nárůstu produkce energie teď proti době před 100 000 lety bysme klidně mohli mít stejné výsledky). A to vše v češtině a proti odborným publikacím v neuvěřitelně snadno stravitelné formě.
A vážně je pro Vás ten Higgsův boson tak zásadní? Praktické využití v současnosti žádné, teoreticky byl známý už dávno, jen ho zvážili. Samozřejmě, že to zásadní je, ale nemusí to tak pro každého vypadat, kdyby nebyl tak intenzivně mediálně probírán (a ještě se mu pro větší čtenost neříkalo božská částice). Když Vás zajímají informace o CERNu, tak si je najděte, je jich plno. Úplně první, co na mě vyskočilo při hledání CERNu na Oslu bylo třeba http://www.osel.cz/index.php?clanek=7745 , snad se Vám to bude líbit, já ho teď nečetl. Pokud ne, určitě najdete článek, který Vám bude vyhovovat více, když se budete snažit.
My, čtenáři-laikové bychom určitě dokázali některé z těch objevů vyjmenovat, zvlášť kdyby přispěl každý svojí troškou. Za mě třeba, pokud si nepletu organizace a neklame mě paměť, produkce antivodíku v takovém množství a udržený tak dlouho, že se dá zkoumat jeho spektrum a porovnat s vodíkem. Ostatní nechť směle přidají, co si pamatují oni. Ale jak už jsem zkusil naznačit, je problém s tím, co kdo považuje za zásadní. Pokud chcete přímý praktický dopad, tak to bude třeba role CERNu ve vývoji internetu. Pokud Vám stačí méně nápadné akademické výsledky, tak bysme tu nepochybně byli hodně dlouho, ale bez vysvětlení by nám to mnoho neřeklo.

Odpovědět

Problematické Neutrína ma čoraz viac fascinujú.

Anton Matejov,2015-01-24 14:06:06

Vo výskume stále záhadných neutrín vidím veľkú budúcnosť.
1. proč tak málo stejných neutrin interaguje s látkou?...
Osobne som zástancom teórii že neutrína stoja za tmavou energiou, alebo sa podieľajú sčasti na tmavej energie práve preto, že slabo interagujú s ostatnou látkou. . Počet neutrín vo vesmíre je obrovský. Stále sa zvyšuje. Musí existovať aj dolná hranica energie neutrína.Tie neutrína podľa mňa zamrzaju neinteragujú a už sa viacej nepodieľaju na gravitacii a môžeme ich vyradiť zo vzorcoch E=mc^2.
Tým pádom náš vesmír stráca na hmotnosti a to sa celkovo podpisuje na jeho zrýchlení rozpínania.
2. Boli už tvorené teórie,že neutrína majú aj vlastnosti hypotetických tachyonov.Teda častíc ktoré sa môžu za určitých okolnosti pohybovať nadsvetelnou rýchlosťou. Tieto teórie tiež veštia, že neutrína s nízkou energiou porušujú teóriu relativity. A prečo nie? Takmer vo všetkom sa našli vínimky potvrdzujúce sa ako pravidlo, tak neviem prečo nie aj v teórii relativity. Hlasajú ju aj teórie MOND. Čítal som aj špičkových matematikou, ktorí dokazovali cez matematiku prečo nie je možne skĺbiť teóriu Relativitu s Kvantovou teóriou.Začína byť jasné, že iba jedna teória vzíde víťazne. Víťazom asi bude kvantová teória ktorou ide popísať javy nášho vesmíru všeobecnejšie.
3. Záhadná vlastnosť neutrín je oscilácia.Myslím že práve cez vlastnosť oscilácii zistíme ešte všeličo o našom vesmíre a kataklyzmách.
4. Predpovedanie slnečného počasia pomocou neutrín má veľkú budúcnosť. Nielen slnečného počasia, ale napríklad s predstihom zistiť výbuchy supernov a podobne.Cez neutrína môžeme lepšie zistiť aj zloženie našeho Zemského jadra, alebo zloženie iných planét.
5. Podľa mojich teorii vyspelé mimozemské civilizácie
komunikujú cez neutrína. Práve preto, že neutrína takmer neinteragujú s hmotou. Signále cez neutrína sa takmer nestrácajú v šume pozadia, oproti rádiovým signálom. Asi každá supercivilizácia zaujíma o kataklizmy v blízkom vesmíre. Najperspektívnejšie je to cez neutrína. Sama supercivilízacia môže vyrábať aj neutrínové signály veštiace neaku kozmicku kataklyzmu.
(Ľudstvo už zvyšuje neutrínove pozadie napíklad v jadrových reaktorov.Dá sa očakávať, že postupne bude neutrínové pozadie na Zemi narastať.)
Iné civilizácie ktoré zvládli neutrínovu astronómiu ich zachytia a automatický sa zamerajú na danú oblasť. Nezistia tam nič a tak dospejú k záveru, že neutrínovy signál je umelého pôvodu. A kontakt je na svete!

Je dobre že na Oslovi nepíšu čisto pre odborníkov,ale aj pre širokú verejnosť. Odborníci si už svojú problematiku dohľadajú aj na iných odborných webov. Pre odborných špecialistov nie sú články na Oslovi až tak prekvapivé.
Laici ktorým nepostačuje výklad na Oslovi si už môžu daný výklad, idey googliť.

Odpovědět

Dovolím si přece jen pár slov

Vladimír Wagner,2015-01-24 13:05:56

Děkuji všem čtenářům za každou slušnou a vážně míněnou reakci do diskuze. A k takovým názory pánů Řeřichy a Šlégla určitě patří. A mají pravdu. Tento článek opravdu patří k těm delším, podrobnějším a detailnějším, které na Oslovi vycházejí.
Podle mého názoru však to, že alespoň podle mě patří Osel k tomu nejlepšímu, co je v oblasti popularizace vědy na českém internetu, je to, že má ve velice dobrém poměru články obou typu.
Tedy atraktivní kratší články v tom stylu "Američtí vědci objevili ...", které si přečte s chutí každý a nemusí nad nimi příliš přemýšlet. Spíše jej pobaví. Ale pak také články, které aspirují na to, že si po jejich přečtení člověk může říct: "Ano, teď chápu i souvislosti, kontext a tématu alespoň trochu rozumím".
Právě kombinace obého, která umožní získat silnou čtenářskou základnu, je silnou stránkou Osla. Každý čtenář si vždy něco vybere nebo přeskočí podle svého zaměření i momentální nálady.
Já se zaměřuji na takový typ článků, kde většinou popisuji věci, kterým rozumím a jsem v nich alespoň trochu doma. Takže je moji snahou to napsat tak, aby to pochopil zvídavý středoškolák, ale musel při četbě přemýšlet a trochu mu to trvalo. Ale aby si pak mohl říci. Tak, teď opravdu rozumím něčemu novému a vím více než ten náš profesor na střední škole. A když si to přečte ten jeho středoškolský profesor, tak si řekne:"Aha, teď to chápu a nepřekvapí mě, když se některý z těch mých chytrých holomků ve třídě zeptá na novinky, na které narazil při brouzdání po zahraničním netu".
Víte, píšu dost i o energetice a podobných tématech, která jsou celospolečenský důležitá. A i tam mi docela často (často aktivisté) vyčítají, že články jsou plné čísel a detailních vysvětlení. Ovšem v tomto případě trvám na tom, že každý kdo aspiruje na to, že se chce zasazovat nebo posuzovat jaká energetika má být, co je v ní možné a jaké objevy a kdy se dají předpokládat, tak by měl věcem rozumět. A to mu opravdu neumožní články typu " Američtí vědci objevili ..." nebo hesla a PR aktivistů.
Také já rád čtu články obého typu. Ale často se zaměřím právě na detailnější články. A to i v oblastech, ve kterých jsem laik, ale mají celospolečenský dopad (jako třeba genetika a témata zdravotní či související s životním prostředím) nebo mě prostě zajímají. Právě proto třeba rád čtu takové články třeba J. Petra. A nebo články Vladimíra Sochy, které stejně jako některé ty mé detailní články, nepatří k těm nejčtenějším, ale umožňují mi si udržovat přehled o paleontologii porozumění v této oblasti, kterou miluji už od kluka. I když jsem v ní laik.
Nevím, jestli se mi zrovna tento článek povedl, třeba jsem to zpackal. To mohou posoudit jen čtenáři. A snad alespoň pro někoho to bylo poučné a zajímavé. Že se mi to však ne úplně povedlo, ukazuje i poznámka pana Řeřichy, že nepochopil z článku, proč se ty výzkum dělají. Myslel jsem, že jsem několikrát zdůraznil, že neutrina jeden z velmi mála nástrojů, které nám umožňují nahlédnout do nitra Slunce a Země. A pouze ony nám umožňují přesně prokázat a určit, jak se v nitru těchto těles tvoří teplo, které nás nakonec ohřívá.

Odpovědět


drobná malichernost

Martin Saturka,2015-01-24 14:32:03

Dle http://arxiv.org/pdf/1303.4667v2.pdf na straně 8, levý sloupec dole, je horní odhad geotepelného výkonu U&Th 19.1 (11.2+7.9) TW; tedy nikoliv 18.1 TW.

Odpovědět


Díky moc za upozornění.

Vladimír Wagner,2015-01-24 17:37:56

Buď sem se seknul při sčítání nebo jsem se překlepl o jedno místo na klávesnici. To už nezjistím. Ale moc mě těší, že ten můj článek četl někdo tak pozorně, že si toho všiml. Moc zdravím a přeji hezký zbytek víkendu. Poprosím redakci o opravu.

Odpovědět

Pro Pazderu

Josef Řeřicha,2015-01-24 12:44:24

Věřím, že krom Vás odtstní pochopili, že nenám za zlé panu Wagnerovi, že píše tak obsáhlé, vyčerpávající a hlubokomyslné články. Pokud jsem ve svém příspevku "něco" naznačil, bylo to jen a jen pro vyvolání přemýšlení. To, že pan Wagner je čten až 13 000 čtenáři, ještě neznamená, že nemám pravdu v tom zprůměrování čtenosti na 8 000 osob na článek. Je to k zamyšlení, že dlouhodobě ona "laická" veřejnost pro celý vějíř vědy, je jen 8 000 lidí z 10 ti milionů. Spíš je zajímavější otázka, zda tak obsáhle podrobné články jsou mířeny do "prosté = hloupé laické veřejnosti" a zda je ignoruje vědecká veřejnost, která je musí jakožto popularizační brát s úsměvem....; prostě je to zajímavé se nad tím zamyslet. Věda má ráda experimenty...napadlo mě, že kolik by měl čtenářů pan Wagner kdyby to vyzkoušel a úmyslně napsal malý článek jen jako povrchní, bulvární vyprávění stylem pro uklízečky a zahradníky.

Odpovědět


Moc Vám nerozumím

Lucie Molnarova,2015-01-24 13:47:14

Možná to bude tím, že jsem blondýna. Ale v prvním příspěvku píšete: Zda tak podrobný výklad, jako ho tady udělal pan Wagner, vůbec laikové vstřebají a co jim to dá." Nevím, jak většina, ale já to pochopila, že byste tu rád viděl spíše populárnější články. A že by pak osel vyhovoval větší komunitě. Pan Pazdera Vás poněkud uvedl z omylu, že články pana Vágnera jsou čtenější, než je průměr. Je-li čtenost odrazem zájmu čtenářů, tak to s jeho pojetím článků nejspíš není tak špatné.
Ale aby byla diskuse plodná, jaké články by tedy zde měli autoři psát - ty populárnější a nebo ty odbornější? A nebo mix?

Odpovědět

laik

Radovan Slegl,2015-01-24 09:41:07

Na Osla chodím rád a pravidelně. Rád se dozvídám co se ve světě vědy děje (kde jinde k tomu přijít nevím).
Je mi jasné, že některé věci nejde vysvětlit jednoduše, ale tenhle článek už je natolik podrobný, detailní a rozsáhlý, že jsem ho již nevstřebal a v půlce to vzdal.
Na druhou stranu jsem i za něj vděčný, protože jinde se dočtu jen: "američtí vědci prokázali...(dosadˇte si cokoliv)..."

Odpovědět

Plodná debata je tehdy, když....

Josef Řeřicha,2015-01-24 09:17:26

Článek obšírně popisuje chytání neutrin ( antineutrin ) a to : „jak“, „čím“, kde“ , „podle jakých teoretických interakcí“, „odkud“ ( Slunce, nitro Země vesmír ), aj., ale jediné co nepíše je „proč“ se chytají neutrina… Co je cílem sledování a zachycování neutrin ? Proč se vůbec neutrina tak pracně loví ? Jaké poznatky, nové nepoznané, se ještě očekávají ? Je nějaké vysvětlení proč tak málo stejných neutrin interaguje s látkou ?

Zadruhé : zajímavým postřehem budiž, že na OSLU vyjde cca 200 článků ( ze všech vědních oborů ) za tok. Dlouhodobě. Všiml jsem si, že četnost přístupů na jeden článek je cca 7000-9000. V celé republice se tedy z řad laické veřejnosti zajímá o populární články jen ( !! ) cca 8000 lidí. ( Jiných plátků než je OSEL na české scéně není, nebo jsou nenápadné ) Uvědomím-li si to, že články jsou adresovány spíš neodborníkům, skupině 7000 osob, pro každý vědní obor, ( odborníci mají „svou“ literaturu ), pak mi vrtá hlavou zda tak podrobný výklad, jako ho tady udělal pan Wagner, vůbec laikové vstřebají, zda rozumí všemu a co jim to dá.

Odpovědět


Martin Chabada,2015-01-24 11:22:01

OSEL je znamy aj u nas na Slovensku, takze tych 7000-9000 plati pre CR+SR.

Odpovědět


Něco málo k těm číslům

Josef Pazdera,2015-01-24 12:00:01

Pozor na ta čísla, která uvádíte. Když zapátráte v historii osla, tak články pana Wagnera jsou všechny (!) čteny nadprůměrně. Z toho plyne, že Vámi uváděná čísla jsou tak trochu mimo mísu. Patří k nejčtenějším autorům (něco mezi 15 000 až 30 000 navštíveními). Víc jeho článků by tudíž znamenalo větší celkovou návštěvnost.... a nebo jinak - jeho články zajímá nejvíce lidiček. Takže je otázkou, pokud se Vám zdají jeho texty hodně odborné, je li to jeho vinou a ku škodě?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni