Hohe Auszeichnung für experimentelle Bestätigung der Kernfusionen in der Sonne

Borexino-Team erhält renommierten Cocconi-Preis

Dem Sonnenmodell zufolge stammen etwa 99 Prozent der Sonnenenergie aus einer Kette von Fusionsreaktionen, die mit der Verschmelzung von vier Wasserstoffkernen beginnt und mit der Erzeugung von Helium endet (Proton-Proton-Kette, kurz pp-Kette). Der einzige direkte Beweis dieses Prozesses liegt in der Beobachtung der Neutrinos, die während dieser Reaktionen entstehen.

Das ursprüngliche wissenschaftliche Ziel von Borexino war es, Neutrinos zu messen, die in der pp-Kette bei der Fusion von ⁷Be entstehen. Die Beobachtung dieser niederenergetischen Sonnenneutrinos stellt jedoch hohe Anforderungen an die Empfindlichkeit und Reinheit des Experiments.

„Der Schlüssel zum Erfolg von Borexino war, dass es uns gelungen ist, radioaktive Spurenelemente im Detektormaterial fast vollständig zu eliminieren“, sagt Prof. Lothar Oberauer. „Das Borexino-Team hat hier neue Wege beschritten und eine bisher unerreichte Reinheit erzielt. Den verbleibenden Rest an Hintergrundstrahlung konnten wir mithilfe von ausgefeilten Methoden der Datenanalyse identifizieren und herausrechnen.“

Auf diese Weise ist es Borexino seit dem Start im Jahr 2007 gelungen, Fragen zu beantworten, die weit über das anfängliche Ziel hinausgingen. Zuletzt gelang der Nachweis des CNO-Zyklus, der bereits 1939 von Hans Bethe und Carl Friedrich von Weizsäcker vorgeschlagen worden war. Er ist für die Produktion von etwa einem Prozent der Sonnenenergie verantwortlich.

„Ich hätte es zunächst nicht für möglich gehalten, dass wir mit Borexino jemals CNO-Neutrinos beobachten würden, da die Hintergrundsignale zu hoch erschienen“, sagt Stefan Schönert. Inzwischen konnte Borexino auch Neutrinos aus dem Erdinneren messen und Fragen zur Wärmebilanz der Erde beantworten.

Die Europäische Physikalische Gesellschaft zeichnet die Wissenschaftler des Borexino-Experiments nun mit dem diesjährigen ‚Giuseppe und Vanna Cocconi Preis‘ für ‚die bahnbrechenden Beobachtungen von solaren Neutrinos aus der pp-Kette und dem CNO-Zyklus, die eine einzigartige und umfassende Überprüfung der Fusionsreaktionen im Inneren der Sonne ermöglichen‘, wie es in der Preiswürdigung heißt.

TUM-Emeritus Prof. Dr. Franz von Feilitzsch, der das Experiment vor rund 30 Jahren mit initiiert hat, freut sich sehr über die Auszeichnung: „Es war eine mutige Entscheidung der Verantwortlichen des italienischen Nationalen Instituts für Kernphysik, ein so herausforderndes Experiment dauerhaft zu unterstützen. Wir haben großartig mit unseren europäischen, russischen und amerikanischen Kollegen zusammengearbeitet. Nicht zuletzt die Leistungen einer Vielzahl von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat Borexino zu diesem besonderen Erfolg geführt.“

Die Preisverleihung findet am 26. Juli während der online durchgeführten Hochenergiephysik-Konferenz der Europäischen Physikalischen Gesellschaft statt.