Физикам впервые удалось зафиксировать столкновения солнечных нейтрино с ядрами углерода-13. Этот уникальный эксперимент подтвердил гипотезу о существовании крайне редкой ядерной реакции, которую ученые пытались обнаружить на протяжении многих лет. О результатах исследования сообщили представители Оксфордского университета.

Нейтрино представляют собой крошечные субатомные частицы, которые каждую секунду в огромных количествах проходят сквозь планеты, звезды и любые другие объекты, включая стены. Их невозможно увидеть невооруженным глазом, а уловить эти частицы чрезвычайно сложно, из-за чего их часто называют призраками Вселенной.

Эксперимент проводился на детекторе под названием SNO+, который расположен глубоко под землей в канадском городе Садбери. Установка представляет собой гигантскую сферу из акрила, заполненную жидким углеводородом. Когда нейтрино проходят через эту жидкость, в очень редких случаях они сталкиваются с атомами водорода или углерода-13, вызывая вспышки света. Эти вспышки фиксируются специальными фотодетекторами.

Особый интерес для ученых представляли так называемые борные нейтрино, которые образуются в ядре Солнца в процессе распада ядер бора-8. Согласно теоретическим предсказаниям, эти частицы могут вступать в крайне редкие реакции с углеродом-13, в результате чего образуется нестабильный азот-13. Последующий распад азота вызывает световые сигналы, которые и позволили физикам зафиксировать эти уникальные события.

Анализ данных, собранных с мая 2022 по июнь 2023 года, выявил пять случаев столкновения борных нейтрино с углеродом-13. Этот результат полностью совпал с теоретическими расчетами. Открытие подтвердило, что даже низкоэнергетические нейтрино способны участвовать в ядерных процессах.

Ранее на установке SNO было доказано существование нейтринных осцилляций — превращений между тремя известными типами этих частиц, что указывало на наличие у них массы. За это фундаментальное исследование была присуждена Нобелевская премия по физике.