Според последните изследвания, публикувани в APS, е постигнат значителен пробив в откриването на субатомни частици, известни като антинеутрино. В експеримента Sudbury Neutrino Observation (SNO+) международна група учени – включително Джошуа Клайн, Едмънд Дж. и Луиз У. Кан – работещи заедно в мина в Съдбъри, Онтарио, откриват антинеутрино с помощта на чиста вода.
Това е новаторско постижение, тъй като при предишни експерименти е използван течен сцинтилатор. Това е скъпа среда поради големите количества, необходими за откриване на антинеутрино.
Какво представляват антинеутриното и неутриното?
Клайн обяснява, че неутриното и антинеутриното са малки субатомни частици и най-разпространените частици във Вселената. Въпреки това откриването им е предизвикателство поради редките им взаимодействия с друга материя. Както и поради това, че не могат да бъдат екранирани. Но благодарение на начина им на действие можем да ги използваме, за да научим неща като това как е създадена Вселената и колко далеч са астрономическите обекти.
Освен това те могат да се използват в реалния свят за наблюдение на ядрени реактори.
Има надежда, че евентуално могат да разкрият и неизвестни досега ядрени тайни. Докато неутриното се получава при високоенергийни реакции, като например ядрените реакции в звездите, антинеутриното обикновено се произвежда изкуствено от ядрени реактори. Чрез измерване на антинеутрино от реактори учените могат да определят дали даден реактор е включен или изключен и може би дори какъв вид ядрено гориво изгаря.
Този метод би могъл да помогне за наблюдение на реактор в чужда държава.
Цел е да може да се определи дали дадена страна преминава от реактор за производство на електроенергия към такъв за производство на материали за оръжия.
Реакторните антинеутрино обаче са с ниска енергия, което затруднява откриването им.
Детекторът трябва да е чист от всякакви следи от радиоактивност и да има достатъчно нисък праг, за да открие събитията. Освен това реакторът трябва да съдържа поне 1000 тона вода, за да може да се използва на разстояние до 240 километра.
Клайн казва, че бившите му ученици Танър Каптанглу и Логан Лебановски са били водещи за проекта.
Докторската дисертация на Каптанглу е била част от идеята за измерването, а Лебановски, който е бил постдокторант, е отговарял за цялото нещо. Групата по уредите проектира и изгради цялата електроника за събиране на данни и разработи системата за задействане на детектора, което позволи на SNO+ да има достатъчно нисък енергиен праг, за да открие антинеутриното от реактора.
Този пробив в откриването на антинеутрино само с вода може да доведе до създаването на големи и евтини детектори, които да гарантират, че дадена страна спазва ангажиментите си по договора за ядрените оръжия. Така ще се осигури възможност за гарантиране на неразпространението на ядрените оръжия. Това откритие може да доведе и до нови начини за изучаване и използване на тези неуловими частици в реалния свят.
Можете да се запознаете с проучването в списание Physical Review Letters под името “Evidence of Antineutrinos from Distant Reactors Using Pure Water at SNO+”.