Эксперимент по физике частиц, использующий детектор на жидком сцинтилляторе для изучения редких процессов, включая солнечные нейтрино и экзотические распады.Борексино — это эксперимент по физике частиц, расположенный глубоко под землей в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Его сердце — сферический сосуд, заполненный жидким сцинтиллятором — специальной жидкостью, которая испускает вспышку света при прохождении через нее частицы. Детектор был разработан для изучения низкоэнергетических нейтрино, особенно тех, что приходят от Солнца, а также редких ядерных распадов и других экзотических процессов. Поскольку нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом, детектор защищен слоями воды и породы, чтобы снизить фоновый шум от космических лучей и естественной радиоактивности.
Коллаборация Borexino была сформирована в начале 1990-х годов, а детектор начал набор данных в 2007 году. Он был спроектирован и построен международной командой физиков из Италии, Германии, США и других стран. Первый крупный результат эксперимент получил в 2007 году, когда были непосредственно зарегистрированы солнечные нейтрино от цепочки распада бериллия-7, что стало вехой в физике нейтрино.
Когда нейтрино взаимодействует с электроном в жидком сцинтилляторе, оно передает ему энергию, вызывая возбуждение молекул сцинтиллятора, которые затем испускают фотоны. Эти фотоны регистрируются массивом фотоэлектронных умножителей, выстилающих детектор. Измеряя время и энергию световых вспышек, физики могут восстановить энергию и направление приходящего нейтрино. Чрезвычайная чистота сцинтиллятора и тщательная защита позволяют Borexino наблюдать слабые сигналы от солнечных нейтрино, которые в противном случае были бы заглушены фоновым излучением.
Методы Borexino по обнаружению сверхнизких фоновых сигналов были адаптированы для использования в других поисках редких событий, таких как детекторы темной материи и нейтринные обсерватории, а его измерения солнечных нейтрино дают важные ограничения на модели строения звезд и ядерного синтеза.
Borexino был первым экспериментом, который в реальном времени зарегистрировал нейтрино от основного цикла термоядерного синтеза на Солнце (pp-цикла), подтвердив, что энергия Солнца происходит от протон-протонного синтеза.
