12 月 13 日消息,牛津大学主导的国际科研团队在 SNOLAB 地下实验室首次发现了太阳中微子相互作用的确凿证据,为长期预测但从未被直接记录的核反应提供了实验性证据,并为研究低能中微子相互作用开辟了新路径。相关成果已于 12 月 10 日发表于《物理评论快报》。
研究团队采用“延迟符合”探测技术:当高能中微子撞击碳-13 原子核时产生初始闪光,约 10 分钟后放射性氮-13 衰变产生二次闪光。这种独特的信号可有效区分真实中微子事件与背景噪声。
“捕捉这种相互作用是项非凡成就,”论文第一作者、牛津大学物理系博士生格列佛・米尔顿表示,“尽管碳同位素含量极低,但我们仍成功观测到了它与中微子的相互作用 —— 这些中微子诞生于太阳核心,穿越浩瀚宇宙并最终进入我们的探测器。”
共同作者史蒂文・比勒教授(牛津大学物理系)强调:“太阳中微子研究已有数十年历史,前一代 SNO 实验对太阳中微子的测量直接促成了 2015 年诺贝尔物理学奖。令人惊叹的是,如今我们对太阳中微子的认知已深入至此 —— 首次将其作为 ' 测试束 ' 来研究其他稀有原子反应!”
SNO+ 实验是上述诺贝尔奖项目 SNO 的升级版本,后者证实了中微子在从太阳到地球的传播过程中会在电子型、μ 缪子型和 τ 陶子型三种形态间振荡。
SNOLAB 科学家克里斯汀・克劳斯博士指出:“本研究利用液体闪烁体中天然存在的碳-13,测量了这种特定的稀有相互作用。据我们所知,这是迄今在碳-13 核上观测到的最低能量中微子相互作用,并为该核反应至氮-13 基态的截面提供了首个直接测量。”
附论文地址:
https://doi.org/10.1103/1frl-95gj