Физики впервые зафиксировали редкую ядерную реакцию с солнечным нейтрино

Ученые использовали поток нейтрино от Солнца, чтобы зафиксировать сверхредкую ядерную реакцию между этими частицами и стабильным изотопом углерода — углеродом-13. Это первое подтверждение того, что даже нейтрино с относительно низкой энергией, возникающие в недрах звезды, способны вступать в подобные взаимодействия.

Реакция происходила внутри нейтринного детектора SNO+, расположенного на глубине двух километров в районе Садбери — это бывшая никелевая шахта на юге Канады, где сейчас действует один из самых чувствительных подземных научных комплексов в мире. Установка представляет из себя сферу, наполненную жидким органическим соединением, которую со всех сторон окружают тысячи фотомножителей — приборов, улавливающих мельчайшие вспышки света, возникающие при столкновениях нейтрино с атомами.

В рамках эксперимента ученые искали сигналы, указывающие на столкновение «борных» нейтрино (одного из самых энергичных солнечных видов) с ядрами углерода-13. За 231 день удалось зафиксировать пять таких случаев — примерно столько и предсказывали расчеты.

Отслеживался не только момент удара, но и последующий распад образующегося азота-13. Такая последовательность позволяет отличить настоящее событие от фонового шума.

Нейтрино помогают ученым заглянуть внутрь звезд — включая Солнце. В отличие от света, они пролетают сквозь них почти без задержек. Поэтому по нейтрино можно судить о том, что происходит в ядре. Но фиксировать такие частицы сложно: они почти не взаимодействуют с веществом. Чтобы заметить редкие сигналы, строят огромные детекторы глубоко под землей, вдали от помех.

Ранее физики нашли след новой частицы, которая может объяснить преобладание материи во Вселенной.

Иллюстрация SNOLAB