在150英里外的纯净水中监测到核电站的幽灵光芒

发布时间：2023-04-13 09:29:46 所属栏目：外闻来源：

导读：在加拿大安大略省，一罐最纯净的水被埋在数公里深的岩石下，以至于当几乎传感器检测不到的颗粒直接撞击其内部的分子晶状体时，水箱自然而然就会闪烁着。

这是第一次用水来探测一种被称为“反中微子”的

在加拿大安大略省，一罐最纯净的水被埋在数公里深的岩石下，以至于当几乎传感器检测不到的颗粒直接撞击其内部的分子晶状体时，水箱自然而然就会闪烁着。

这是第一次用水来探测一种被称为“反中微子”的粒子，这种粒子来自150英里（240多公里）外的核反应堆。这一令人难以置信的突破，使中微子实验和监测技术能够使用廉价、容易获得和安全的材料。

作为宇宙中最丰富的粒子之一，中微子是一种奇怪的东西，有很大的潜力揭示对宇宙的更深入了解。不幸的是，它们几乎没有质量，不带电荷，几乎不与其他粒子相互作用。它们大多在空间和岩石中流动，就好像所有的物质都是无形的。它们被称为幽灵粒子是有原因的。

电子反中微子会在核衰变过程中释放出来，这是一种放射性衰变，其中一个中子衰变为一个质子、一个电子和反中微子。其中一个电子反中微子可以与质子相互作用，产生一个正电子和一个中子，这种反应被称为“逆β衰变”。

装有光电倍增管的装满液体的大罐子，被用来探测这种特殊的衰变。它们被设计用来捕捉“切伦科夫”辐射的微弱光芒，切伦科夫辐射是由带电粒子以高于光速通过液体的速度产生的，类似于通过打破音障而产生的音爆。这样,它们非常容易受到非常细微的光线的刺激。

让我们进入SNO +。它被埋在超过2公里（1.24英里）的岩石下，是世界上最深的地下实验室。这种岩石屏蔽提供了一个有效的屏障，防止宇宙射线的干扰，使科学家能够获得异常清晰的信号。

通过梳理2018年校准阶段收集的190天的数据，SNO+合作发现了反向衰变的证据。在这一过程中产生的中子被水中的氢原子核捕获，从而在2.2兆电子伏特的特定能级上产生了柔和的光华。

水切伦科夫探测器通常很难探测到低于3兆电子伏的信号，但充满水的SNO+能够检测到1.4兆电子伏。这使得检测2.2兆电子伏特信号的效率约为50%，因此一些研究小组毫不讳言地认为仔细寻找中微子的逆β衰变的迹象看起来是非常值得的。

对候选信号的分析，确定它可能是由反中微子产生的，置信水平为3西格玛 —— 99.7%的概率。

SNO+合作项目和加州大学伯克利分校的物理学家洛根·利巴诺夫斯基（Logan Lebanowski）说：“纯水可以用来测量反应堆中的中微子，而且距离如此之远，这引起了我们的兴趣。我们花了大量精力从190天的数据中提取少量信号。”

（编辑：汽车网）

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