На глубине более 2 километров под землей, в канадской лаборатории, произошло нечто необычное. Почти незаметная вспышка прошла через бассейн с ультрачистой водой, ознаменовав первое обнаружение антинейтрино с использованием воды. Эти призрачные частицы, генерируемые атомной электростанцией, расположенной в 240 километрах отсюда, может произвести революцию в способах контроля за работой ядерных реакторов. Открытие, сочетающее простоту воды со сложностью квантовой физики.
Детектор, вошедший в историю
В самом сердце Онтарио, лаборатория СНОЛАБ принимает SNO+, гигантский сферический детектор, содержащий 780 тонн жидкости. На этапе калибровки в 2018 году детектор был заполнен сверхчистой водой. Казалось бы, незначительная деталь, которая оказалась решающей для этого революционного открытия в области антинейтрино. Глубина лаборатории не случайна: Более 2 километров скальных пород служат естественным щитом от космических лучей, что позволяет исследователям получать невероятно чистые и точные сигналы. Эта особенность позволила обнаружить явление, которое до сих пор казалось невозможным запечатлеть с помощью воды.
Конструкция детектора предназначена для улавливания слабых Черенковский свет: немного похоже на «звуковой удар» частиц, движущихся в воде быстрее света. Сложная система, продемонстрировавшая возможности, намного превосходящие первоначальные ожидания.
Танец антинейтрино, «призрачных» частиц
GLI антинейтрино представляют собой одну из самых захватывающих загадок современной физики. Они являются аналогами частиц, называемых нейтрино, но обладают уникальными характеристиками, которые делают их изучение особенно трудным. В отличие от других пар частица-античастица, они не имеют электрического заряда, что делает их различие настоящей головоломкой для физиков.
Интересно, что чистую воду можно использовать для измерения антинейтрино от реакторов и на таких больших расстояниях.
физик прокомментировал Логан Лебановски о 'Калифорнийский университет в Беркли. Это открытие открывает новые возможности для мониторинга атомных электростанций с использованием простых и безопасных материалов.
Революция сверхчистой воды
Успех SNO+ в обнаружении антинейтрино с помощью чистой воды представляет собой значительный прорыв. Традиционно водочеренковские детекторы испытывают трудности с улавливанием сигналов ниже 3 мегаэлектронвольт, но SNO+ удалось поднять этот показатель до 1,4 мегаэлектронвольт, обеспечив 50%-ную эффективность обнаружения сигналов при 2,2 мегаэлектронвольт.
Анализ данных, собранных за 190 дней (сжато в этом исследовании) выявил сигнал, который с вероятностью 99,7% был произведен антинейтрино. Этот, казалось бы, скромный результат имеет революционные последствия для будущего ядерного мониторинга.
Антинейтрино, к новым научным горизонтам
Это открытие, как я уже упоминал, также открывает новые пути в фундаментальном понимании физика частиц. Один из главных вопросов, на который пока нет ответа, касается самой природы нейтрино и антинейтрино: это одна и та же частица? SNO+ ищет очень редкий тип распада, который может дать ответ.
Меня завораживает мысль о том, что такой обычный материал, как вода, может стать таким мощным инструментом в поиске самых неуловимых частиц во Вселенной. Это напоминание о том, что природа все еще скрывает бесчисленные сюрпризы, которые могут быть обнаружены теми, кто знает, где и как искать.
