داخل الشمس، تجري كل ثانية تحولات نووية غير مرئية. أحدها هو ولادة البورون-8: نواة البريليوم-7 تلتقط بروتونًا عابرًا وتصبح للحظة عنصرًا جديدًا. هذه الخطوة تطلق سلسلة تنتهي بانبعاث نيوترينو — جسيم قادر على اختراق الأرض بالكامل.
سابقًا، كانت سرعة هذا التفاعل تُقدَّر من بيانات المسرعات، حيث الظروف بعيدة عن الظروف الشمسية. سلك مؤلفو العمل الجديد طريقًا آخر: فقد بنوا نموذجًا للنواة من المبادئ الأولى، دون مقابض تكييف. تصف المعادلات الكمومية كيف يقترب البروتون والبريليوم-7، ويلتحمان، ويتحولان إلى بورون-8. أُجري الحساب على حاسوب فائق، حيث كل نيوكليون يشبه كرة في رقصة جماعية، ويجب مراعاة جميع حركاتها في وقت واحد.
الرقم الذي تم الحصول عليه — وهو عامل S الفيزيائي الفلكي — جاء متوافقًا مع أفضل التجارب، لكن مع عدم يقين أقل. هذا مهم: من سرعة ولادة البورون-8 يعتمد عدد النيوترينوات التي تصل إلى الكواشف على الأرض. بمقارنة الحساب مع الملاحظات، يمكن التحقق من مدى فهمنا لبنية الشمس.
الخطوة التالية هي تطبيق نفس الطريقة على تفاعلات أخرى في النجوم. إذا أصبحت الحسابات من المبادئ الأولى معيارًا، فسيحصل الفيزيائيون الفلكيون على "كتب طبخ" دقيقة لأعماق النجوم. وعندها، ستحل لغز النيوترينوات الشمسية التي أربكت الفيزيائيين لنصف قرن نهائيًا.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.28383
A theoretical study of the 7Be(p,gamma)8B reaction in the astrophysical energy range with the use of ab initio methods is presented. The used approaches are No-Core Shell Model and Cluster Channels Orthogonal Functions Method. The scheme also contains elements of R-matrix theory and procedures for extrapolating various data obtained in ab initio computations. The developed approach as a whole allows one not only to calculate the astrophysical S-factor and all nuclear characteristics that determine its value, but also to evaluate the reliability of the obtained results and to identify the dominant reaction mechanisms against a background of insignificant ones.The high accuracy of the obtained results and has been demonstrated.
البورون-8 يعيش أقل من ثانية: فهو يضمحل، باعثًا نيوترينو، قبل أن يغادر أعماق الشمس. لكن هذه النيوترينوات بالذات هي التي وصلت أولاً إلى الكواشف وأكدت أن التفاعلات الاندماجية في النجم تحدث.