太阳核聚变都有哪些反应？除了普通氢聚变还有什么过程？
当你刚刚开始看这篇文章的时候，已经有数万亿颗中微子从你的身体中穿过，而你却全然不知。
（图片说明：没有人知道中微子到底是什么样的，但它和宇宙的命运息息相关）
“永远也找不到”的
粒子
中微子是宇宙中最神秘的粒子之一，它不与我们已知的其他任何粒子有明显的相互作用，因此我们想要检测它非常困难。而且它体积和质量都极小，所以即使从你的身体中穿过去，也不会给你带来任何的伤害和感受。别说是你，连地球都会被它穿透。
正是由于这样的性质，当著名物理学家泡利在预言这个粒子的时候都自信地说：人类可能永远也找不到这种粒子。不过，最终物理学家们还是通过他们的才智，发现了这种粒子。
（图片说明：泡利声称中微子不可能被发现，但是临终前两年被“打脸”）
这数万亿个中微子中，有一些来自于宇宙以及我们建立的核电站，但绝大部分都来自于我们头顶上的太阳，它在进行核聚变的过程中会释放出巨量的中微子。关于太阳中微子的检测，科学家们已经进行了许多年，并且成功地检测到了它们的存在。不过此前检测到的太阳中微子，只是其中一种“配方”。最近，在意大利从事Borexino实验的科学家们经过多次的努力，终于捕获到了第二种“配方”的中微子。
碳氮氧循环
这个“配方”，物理学家们称之为CNO。所谓的CNO，指的是太阳的碳-氮-氧循环（三个元素的符号）。碳氮氧循环也叫贝斯-魏茨泽克-循环，是恒星核心处将氢转换成氦的两种过程之一（另一个就是我们熟知的核聚变）。这个循环通常发生在太阳或者比太阳更小的恒星中，其反应过程如下：
（图片说明：碳氮氧循环反应方程式）
（图片说明：碳氮氧循环示意图）
当我们将这些方程式“叠加”在一起就会发现，它的本质就是4个质子最终转化成一个α粒子（氦原子核）、2个正电子（与电子湮灭，以γ射线的形式释放出能量）以及2个中微子，碳、氮、氧都是起到催化剂的作用。在太阳的核心处，大约有1.7%的4氦核是通过这个循环合成的。另外，还有0.04%来自于特殊形式的碳氮氧循环。
（图片说明：特殊形式的碳氮氧循环）
中微子本就难以探测，而CNO中微子更是容易混杂在其他中微子中，所以人类始终只闻其名，不见其真容。科学家为了寻找这个循环的证据已经努力了几十年，如今终于有所收获。
来自意大利米兰国家核物理研究所的物理学家Gioacchino Ranucci指出：“利用这个结果，Borexino终于完全揭开了为太阳提供能源的两个过程的秘密。”
Borexino实验
CNO中微子之所以难以发现，就在于我们很难将它和太阳释放的其他中微子区分开来。
（图片说明：Borexino实验的主体设备）
为此，Borexino的科学家们设计了一套非常复杂的实验设备。简单来说，它的主体是一个巨大的不锈钢球，并且在其中装入偏三甲苯（pseudocumene）作为
闪烁溶剂。当中微子在偏三甲苯中穿越的时候，会出现非常微弱的闪烁现象，证明它的存在。为了屏蔽掉其他的宇宙粒子，他们将这套设备置于水箱之中，并且整个实验室都建立在深深的地下。
即便如此，中微子的现象也不是那么容易捕捉。我们刚才说了，中微子几乎不与其他粒子发生反应。由于原子的绝大部分空间都是空的，原子核和电子只占了极小的位置，所以中微子可以轻松穿越一颗原子。它们只有10^-46平方厘米的小窗口内通过，才有希望撼动原子核。
（图片说明：Borexino是世界上最好的中微子探测实验之一）
好在中微子是宇宙中含量第二多的粒子，所以平均下来每天也有那么几十个中微子会足够靠近原子核，然后被我们发现。
而Borexino实验则对溶剂进行了长达数年的微调，使其能够剔除掉具有特定冲击力的（即质子-质子链反应过程产生的）中微子，最终专注于观察其他核反应过程中产生的中微子。
早在2007年的时候，他们就已经检测到了
铍
-7和硼-8等同位素的生产，让现代物理标准模型进一步完善。而这一次，他们实现了对后面元素的检测，证实了太阳内部的碳氮氧循环。他们介绍说，地球上每平方厘米的面积上，每秒钟就有大约7亿个CNO中微子穿过。
（图片说明：图中密密麻麻的都是光电倍增管，当中微子被检测到时，它们会产生电信号提醒科学家）
一石激起千层浪
虽然这次研究只是在中微子2020网络会议上有所介绍，其细节还没有经过同行评审，但是此消息一经公布，就迅速吸引了物理学家们的浓厚兴趣。
（图片说明：Borexino实验可以同时统计太阳核心多种核反应过程释放的中微子）
说起来的确有点奇怪，但是我们对于太阳的金属元素含量了解确实比较有限，
当我们用两种方法进行探测的时候，两个结果相差达到了28%。科学家们寄希望于通过CNO中微子能够采用第三种方法进行计算，告诉我们到底哪一个数据是正确的（当然，也不排除得到第三种结果的尴尬可能性）。
（图片说明：Borexino也可以测量地球核心处放射性元素衰变时释放的中微子）
我们需要利用CNO中微子确定太阳内部的碳、氮、氧元素的含量，这对于我们理解太阳的形成和演化来说非常有帮助。在比太阳更重的恒星中，碳氮氧循环过程发生得更加频繁，但是在能够近距离探测它们之前，我们只能通过太阳的CNO中微子了解这些恒星的演化历程。更重要的是，中微子还牵连着整个宇宙的命运。
总结
除了上面说的两种核聚变之外，太阳核心处还有很多种形式的核聚变反应，比如
pep反应、
Hep反应等等。我们不可能真的进入太阳内部进行探测，所以中微子就成为了我们研究太阳内部核反应的重要工具。
（图片说明：我国的江门中微子实验）
同时，中微子也和宇宙的命运有着密切的关系。有些科学家认为，中微子是暗物质的最有希望候选者。与此同时，中微子也是解释为何宇宙中物质比反物质多的一把钥匙。因此，中微子的研究也成为了世界各国物理学家的重点观测对象。在我国也有许多中微子实验，正在揭秘这个特殊的粒子，相信宇宙的真面目正在一点点向我们展现，
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