I neutrini sono particelle prive di carica con una massa circa un milionesimo di quella di un elettrone che vengono create dai processi nucleari che avvengono nel Sole e in altre stelle. Queste particelle sono spesso descritte in modo colorito come i "fantasmi" dello zoo delle particelle perché interagiscono così debolmente con la materia. Un articolo pubblicato su EPJ DO dalla collaborazione Borexino, tra cui XueFeng Ding, Postdoc Associate of Physics presso la Princeton University, Stati Uniti:documentano per la prima volta i tentativi dell'esperimento Borexino di misurare i neutrini a bassa energia dal ciclo carbonio-azoto-ossigeno (CNO) del Sole.

"Questo strumento gigante, sepolto sotto le montagne del Gran Sasso nel Laboratorio Nazionale del Gran Sasso in Italia, sta catturando neutrini simili a fantasmi da un cosiddetto processo CNO nel centro del Sole, " Spiega Ding. "Abbiamo fatto decine di migliaia di simulazioni e previsto che saremmo stati in grado di dimostrare che questi fantasmi 'CNO' esistono per la prima volta nella storia umana".

Il Sole produce energia convertendo quattro nuclei di idrogeno in un nucleo di elio attraverso due meccanismi. La maggior parte dell'energia prodotta dal Sole è iniziata dalla fusione diretta di due protoni in un deuterone, iniziando la catena pp, l'altro meccanismo è catalizzato da nuclei più pesanti, come il carbonio, azoto e ossigeno, noto come ciclo CNO, che produce circa l'1% dell'energia prodotta dalla nostra stella. Oltre a questo piccolo contributo energetico, il ciclo CNO dovrebbe inoltre produrre circa l'1% dei neutrini che scaturiscono dal Sole.

"I neutrini del processo del ciclo CNO nel Sole erano rimasti essenzialmente ipotetici fino al recente rapporto di Borexino sulla conferenza Neutrino 2020, "Ding dice. "Borexino è alla ricerca di neutrini CNO dal 2016 dopo l'installazione del sistema di isolamento termico e del sistema di controllo attivo della temperatura. Questo articolo riporta uno studio quantitativo sulla sensibilità di Borexino nella ricerca di neutrini CNO e spiega la metodologia".

Poiché il Sole stesso ha solo un ramo CNO dell'1%, e poiché i neutrini sono già incredibilmente difficili da rilevare, non c'è stata ancora sostanzialmente alcuna misurazione del processo CNO stesso, anche se si crede che sia la via principale per la produzione di energia nelle stelle molto più massicce del Sole. Il rilevamento dei neutrini dal ciclo CNO insegnerà ai ricercatori molto di più su di esso, a sua volta rivelando i segreti racchiusi sotto la superficie delle stelle più massicce dell'Universo.