Канадский подземный детектор SNO+ зарегистрировал антинейтрино — практически невзаимодействующие с веществом частицы, — испущенные атомной электростанцией в 240 километрах от детектора. Это первый в истории случай, когда для обнаружения антинейтрино реактора использовалась обычная вода. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Антинейтрино — это «двойники» нейтрино, элементарных частиц с почти нулевой массой и без электрического заряда. Они настолько плохо взаимодействуют с веществом, что ежесекундно через каждого человека пролетают миллиарды таких частиц — и никто этого не чувствует. Ядерные реакторы производят антинейтрино в огромных количествах в ходе радиоактивного распада урана. Именно поэтому их называют «частицами-призраками»: поймать их крайне трудно.
Детектор SNO+ расположен в шахте на глубине более двух километров в провинции Онтарио — слой горной породы надежно экранирует его от космических лучей, мешающих измерениям. В штатном режиме детектор заполнен специальной органической жидкостью, усиливающей вспышки света. Однако в 2018 году, пока установка проходила калибровку и была залита сверхчистой водой, исследователи зафиксировали сигнал: проанализировав 190 дней данных, они обнаружили антинейтрино от станции Bruce Power в 240 км.
Механизм следующий: антинейтрино сталкивается с протоном воды → рождаются нейтрон и позитрон → нейтрон захватывается ядром водорода → возникает вспышка излучения Черенкова. Черенковское излучение — это слабое голубое свечение, возникающее, когда заряженная частица движется в воде быстрее, чем в ней распространяется свет, — похожее по принципу на «звуковой удар» самолёта. Сигнал зафиксирован с вероятностью 99,7%. Обычная вода дешевле и безопаснее специальных жидкостей, что открывает путь к более доступным детекторам для мониторинга ядерных объектов на большом расстоянии.
Ранее у Вселенной обнаружили космическую память.