Nový průlom v oblasti neutrin na SNOLABu a University of Oxford
Díky mezinárodnímu laboratornímu umístění, které se nachází dva kilometry pod zemí v provozovaném dole, se SNOLAB a Univerzita v Oxfordu ve Spojeném království podařilo detekovat neutrina, často nazývaná „duchovými částicemi“, způsobem, jakým to dosud nikdo jiný nedokázal.
Jak uvádí SNOLAB, jejich hluboká poloha je „zásadní pro ochranu laboratoře před kosmickým zářením a pozadím radiace, které by zakrývalo slabé signály neutrin.“ Neutrina jsou jednou z nejzáhadnějších částic ve vesmíru, protože zřídka interagují s čímkoli jiným. Trilliony neutrin procházejí naším tělem každou sekundu, aniž by zanechaly stopu. Vznikají během jaderných reakcí, včetně těch, které probíhají v jádru našeho Slunce.
Prozkoumaný průlom výzkumníků z Oxfordu byl zaměřen na neutrina nalezená v jádru Slunce. „Neutrina ze Slunce byla doposud pozorována pouze při interakci s několika různými cíli,“ uvádí zpráva SNOLABu. „Nyní se vědcům poprvé podařilo také pozorovat, jak transformují atomy uhlíku na dusík uvnitř rozsáhlého podzemního detektoru.“
Toto objevení bylo dosaženo pomocí detektoru SNO+ v SNOLABu, který přetváří experiment SNO, jenž prokázal, že neutrina oscilují mezi třemi typy: elektronovými, muonovými a tau neutrinami na své cestě ze Slunce na Zemi. Hlavní vyšetřovatel experimentu SNO, Dr. Arthur B. McDonald, sdílel Nobelovu cenu za fyziku v roce 2015 za vyřešení problému slunečního neutrina, čímž otevřel dveře pro nové výzkumy vlastností neutrin a jejich role ve vesmíru, uvádí vědecká pracovnice SNOLABu Dr. Christine Kraus.
„Toto objevení využívá přirozenou hojnost uhlíku-13 v kapalném scintilátoru experimentu k měření specifické, vzácné interakce,“ řekla Kraus. „Podle našich znalostí tyto výsledky představují nejnižší energetické pozorování interakcí neutrin s jádry uhlíku-13 až dosud a poskytují první přímé měření průřezu této specifické jaderné reakce na základní stav vzniklého jádra dusíku-13.“
Tým z Oxfordu poté hledal události, kdy jádro uhlíku-13 „bylo zasáhnuto vysoce energetickým neutrinem a transformováno na radioaktivní dusík-13, který se rozpadá přibližně za deset minut,“ uvádí zpráva. „Použili metodu ‚zpožděného shody‘, která hledá dva propojené signály: počáteční záblesk od neutrina, které zasáhlo jádro uhlíku-13, následovaný o několik minut později druhým zábleskem od výsledného radioaktivního rozpadu. Tento charakteristický vzor umožňuje vědcům spolehlivě oddělit skutečné interakce neutrin od šumu pozadí.“
Zpráva uvádí, že analýza našla 5,6 pozorovaných událostí během období 231 dní mezi 4. květnem 2022 a 29. červnem 2023 a že to je statisticky konzistentní s očekávanými 4,7 událostmi, které by měly být generovány neutriny během této doby.
„Neutrina jsou podivné částice, které jsou zásadní pro porozumění hvězdným procesům, jaderné fúzi a vývoji vesmíru,“ uvádí zpráva. „Podle vědců toto objevení klade základy pro budoucí studie podobných interakcí s neutrinami o nízké energii.“ Hlavní autor Gulliver Milton, doktorand na Katedře fyziky Univerzity v Oxfordu, v prohlášení uvedl, že „Zachycení této interakce je mimořádný úspěch. Navzdory vzácnosti uhlíkového izotopu jsme byli schopni pozorovat jeho interakci s neutrinami, které se zrodily v jádru Slunce a urazily obrovské vzdálenosti, aby dosáhly našeho detektoru.“
