SNOLAB a Univerzita v Oxfordu ve Spojeném království dosáhly významného úspěchu v detekci neutrin, které jsou často označovány jako „částice duchové“, způsobem, jakým to dosud žádný jiný vědec nedokázal. Jak uvádí tisková zpráva SNOLAB, umístění mezinárodní laboratoře, která se nachází dva kilometry pod zemí v jednom z hoạtвních dolů společnosti Vale, bylo zásadní pro ochranu laboratoře před kosmickými zářeními a pozadím radiace, která by mohla maskovat slabé signály neutrin.
Neutrina, popisovaná SNOLABem, jsou jednou z nejzáhadnějších částic ve vesmíru. Tyto částice, označované jako „částice duchové“, se totiž zřídka interagují s jinými částicemi. Trilliony neutrin procházejí našimi těly každou sekundu, avšak nezanechávají žádné stopy. Tyto částice vznikají během jaderných reakcí, včetně těch, které probíhají v jádře našeho slunce. Jejich tendence takřka neinteragovat činí detekci neutrin notoricky obtížnou.
Průlom, kterého dosáhli výzkumníci z Oxfordu, se soustředil na neutrina nalezená v jádře slunce. „Neutrina ze slunce byla dosud pozorována při interakci s několika různými cíli,“ uvádí tisková zpráva SNOLAB. „Nyní se vědcům poprvé podařilo také pozorovat transformaci uhlíkových atomů na dusík uvnitř obrovského podzemního detektoru.“
Tento objev byl učiněn za použití detektoru SNO+ v SNOLABu. SNO+ je přestavěná verze experimentu SNO, který ukázal, že neutriny oscilují mezi třemi typy: elektronovými, myonovými a tau neutriny na své cestě ze slunce na zem. Hlavní vyšetřovatel experimentu SNO, Dr. Arthur B. McDonald, sdílel Nobelovu cenu za fyziku v roce 2015 za vyřešení problému slunečních neutrin, čímž otevřel cestu pro nová výzkumná sdělení o vlastnostech neutrin a jejich roli ve vesmíru, uvádí vědecká pracovnice SNOLAB, Dr. Christine Kraus.
„Tento objev využívá přírodní hojnosi uhlíku-13 ve scintištateu použitém v experimentu k měření specifické, vzácné interakce,“ konstatovala Kraus. „Podle našich znalostí tato zjištění představují dosud nejnižší energetický pozorování interakcí neutrin na jádrech uhlíku-13 a přináší první přímé měření průřezového záznamu pro tuto konkrétní jadernou reakci na základní stavu vznikajícího jádra dusíku-13.“
Tým z Oxfordu poté hledal události, kdy bylo jádro uhlíku-13 „zasáhnuto vysokou energií neutrina a transformováno na radioaktivní dusík-13, který se rozpadá asi za deset minut,“ uvádí zpráva. „Použili metodu ‚zpožděné shody‘, která hledá dva propojené signály: počáteční záblesk z neutrina zasahujícího jádro uhlíku-13, následovaný několik minut později dalším zábleskem z následného radioaktivního rozpadu. Tato charakteristická posloupnost umožňuje vědcům s jistotou oddělit skutečné interakce neutrin od šumu v pozadí.“
Podle zprávy analýza zaznamenala 5,6 pozorovaných událostí za období 231 dní, od 4. května 2022 do 29. června 2023, což je statisticky konzistentní s očekávanými 4,7 událostmi generovanými neutrinami během tohoto období.
„Neutrina jsou podivné částice, které jsou klíčové pro pochopení hvězdných procesů, jaderné fúze a evoluce vesmíru,“ uvádí zpráva. „Podle výzkumníků tento objev leží na základě budoucích studií podobných interakcí neutrin s nízkou energií.“
Hlavní autor Gulliver Milton, doktorand na Katedře fyziky Univerzity v Oxfordu, uvedl ve zprávě, že „Zachycení této interakce je mimořádným úspěchem. Navzdory vzácnosti tohoto uhlíkového izotopu jsme byli schopni pozorovat jeho interakci s neutriny, které vznikly v jádře slunce a urazily obrovské vzdálenosti, aby dospěly k našemu detektoru.“
Další informace o světové laboratoři v Sudbury můžete nalézt zde.
