Танк з найчистішою водою, похований під кілометрами породи в Онтаріо, Канада, спалахнув, коли через його молекули пролетіла ледь помітна частинка.
Ця подія стала першим випадком, коли вода була використана для виявлення частинки, відомої як антинейтрино, яка була випущена з ядерного реактора на відстані понад 240 км.
Цей прорив, детально описаний у Physical Review Letters у 2023 році, став першим випадком, коли вода сама по собі була використана для виявлення антинейтрино з віддаленого реактора – і це відкриває шлях до нового покоління дешевших і безпечніших технологій виявлення.
Антинейтрино є антипартією нейтрино. Зазвичай антипартія має протилежний заряд до свого частинного еквівалента; наприклад, антипартія негативно зарядженого електрона – це позитивно заряджений позитрон.
Оскільки нейтрино не мають заряду, вчені можуть відрізнити їх лише на основі того, що нейтрино електрона з'являється разом з позитроном, тоді як електронне антинейтрино з'являється з електроном.
Антинейтрино виробляються у величезних кількостях ядерними реакторами, але вони мають відносно низьку енергію, що ускладнює їх виявлення.
Сьогодні лабораторія SNO+, яка знаходиться на глибині понад 2 км під землею, є найглибшою підземною лабораторією у світі. Цей захист з породи забезпечує ефективний бар'єр проти космічних променів, що дозволяє вченим отримувати надзвичайно чіткі сигнали.
Лабораторія SNO+ має сферичний танк вагою 780 тонн, заповнений рідким сцинтилятором, який підсилює світло. Але в 2018 році, під час калібрування, він був заповнений ультра чистою водою – і цей тимчасовий стан виявився науково цінним.
Аналіз сигналу показав, що він, ймовірно, був вироблений антинейтрино, з рівнем впевненості 3 сигми – 99,7% ймовірності.
Результат свідчить про те, що звичайна вода може бути використана для моніторингу викидів ядерних реакторів з відстані.
«Нас цікавить, що чиста вода може бути використана для вимірювання антинейтрино з реакторів на таких великих відстанях», – пояснив фізик Логан Лебановскі з команди SNO+ у 2023 році, коли результати були оприлюднені.