Учёные доказали, что миниатюрный детектор может фиксировать редкое взаимодействие антинейтрино с атомными ядрами. Это открывает путь к новым исследованиям одной из самых неуловимых частиц — нейтрино.
Команда физиков разработала и протестировала компактный детектор CONUS+, который смог зарегистрировать редкое взаимодействие антинейтрино с атомными ядрами. Устройство установили в 20 километрах от швейцарской АЭС Лайбштадт. За время наблюдений прибор зафиксировал 395 ± 106 сигналов — результат полностью совпал с теоретическими расчётами. Статья опубликована в журнале Nature.
Что такое нейтрино и почему их трудно поймать
Нейтрино — элементарные частицы с крошечной массой и нулевым зарядом. Они не участвуют в электромагнитных взаимодействиях и почти не взаимодействуют с материей. Каждую секунду через каждый квадратный сантиметр Земли проходит около 60 миллиардов нейтрино, и мы не ощущаем их присутствия. Именно за неуловимость их называют «частицами-призраками».
Обычно для регистрации нейтрино используют колоссальные установки — например, IceCube на Южном полюсе, где для отслеживания нейтрино применяется один кубический километр антарктического льда.
Как устроен новый эксперимент
Физики искали способ зафиксировать не нейтрино из космоса, а антинейтрино от ядерного реактора — они обладают более низкой энергией и распространяются в больших количествах. Для регистрации этих частиц учёные использовали эффект когерентного упругого рассеяния: антинейтрино взаимодействует не с отдельным нуклоном, а со всем атомным ядром, немного изменяя его движение. Это взаимодействие происходит крайне редко, но даёт слабый, зафиксируемый сигнал.
Почему это важно
Ранее такой эффект удавалось зарегистрировать только с помощью массивных установок. Эксперимент с детектором CONUS+ стал первым, где это удалось сделать с компактным прибором весом всего 3 килограмма. АЭС Лайбштадт служила источником стабильного потока антинейтрино, что позволило собрать достаточно данных для подтверждения работы устройства.
По словам авторов, успех CONUS+ доказывает, что в будущем можно будет разрабатывать портативные нейтринные детекторы. Это откроет новые возможности — от контроля работы атомных реакторов до фундаментальных экспериментов по изучению природы материи и антиматерии.
Читать далее:
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна?
Сверхзвуковой «Конкорд» возвращается: почему в США поменяли мнение о самолете
Новый вирус пугает пользователей соцсетей: «горло будто порезали лезвием»
Обложка: wirestock
