Канадские исследователи сделали знаковое открытие, впервые наблюдая редчайшее явление — преобразование изотопа углерода в короткоживущий изотоп азота под воздействием солнечного нейтрино. Это событие стало подтверждением одной из самых низкоэнергетических реакций в природе и открыло новые горизонты для изучения элементарных частиц. Читатель узнает, как именно функционирует этот процесс и какие возможности он открывает для науки.

Что такое нейтрино и его уникальные свойства?

• Нейтрино — это элементарная частица: Нейтрино практически не взаимодействует с обычной материей, что делает его трудным объектом для исследований. Их способность проходить через материю позволяет проводить эксперименты даже в сложных условиях.
• Солнечные нейтрино: Эти частицы возникают в результате термоядерных реакций на Солнце и имеют низкую энергию по сравнению с атмосферными или космическими нейтрино.

Экспериментальная установка SNOLAB

• Лаборатория под землей: Детектор нейтрино расположен в подземной лаборатории SNOLAB на глубине 2 км, что помогает отсеивать другие частицы и фиксировать только солнечные нейтрино.
• Жидкий сцинтиллятор: Установка включает заполненную жидким сцинтиллятором ёмкость объемом около 800 тонн, где естественным образом содержится изотоп углерода-13 (13C).

Процесс трансмутации: от углерода к азоту

• Взаимодействие нейтрино с углеродом: При попадании солнечного нейтрино в атом 13C происходит выбивание электрона из нейтрона, что приводит к образованию изотопа азота-13 (13N).
• Регистрация событий: Фотодатчики фиксируют слабое свечение сцинтиллятора, возникающее при распаде нестабильного 13N, который через 10 минут распадается, испуская позитрон.

Результаты исследования и их значение

• Статистика наблюдений: За 231 день было зарегистрировано 60 событий-кандидатов, из которых статистический анализ выделил 5,6 события, вызванных именно нейтрино.
• Подтверждение теорий: Открытие подтверждает теоретические предсказания о слабых взаимодействиях нейтрино при низких энергиях и открывает новые перспективы для изучения ядерных процессов.

«Эта работа продвигает фундаментальную физику вперед,» — отмечают исследователи, подчеркивая важность солнечных нейтрино как естественного инструмента для изучения редких ядерных реакций.