Астрономы нашли на Солнце сверхредкую ядерную реакцию

Физики впервые использовали солнечные нейтрино — сверхлёгкие частицы, рождающиеся в недрах Солнца, — чтобы подтвердить гипотезу о крайне редком взаимодействии этих частиц с атомами стабильного изотопа углерода-13. Об этом сообщила пресс-служба Оксфордского университета. Результат расширил представления учёных о свойствах нейтрино и их поведении.

По данным исследователей, установка SNO+, работающая с 2017 года в канадском Садбери, позволила фиксировать такие события. Детектор представляет собой большую акриловую сферу с жидким органическим веществом, где пролетевшее нейтрино иногда сталкивается с атомом водорода. В результате рождается нейтрон и световая вспышка, которую улавливают датчики.

SNO+ регистрирует как обычные солнечные нейтрино, так и более энергичные «борные» нейтрино, возникающие при распаде изотопа бора-8. Этот тип частиц особенно важен для изучения процессов внутри Солнца. Учёные предполагали, что «борные» нейтрино должны взаимодействовать и с углеродом-13, содержащимся в детекторе. Хотя вероятность такого столкновения крайне мала, его можно заметить по вспышкам света, связанным с распадом азота-13 — продукта реакции нейтрино с углеродом-13.

Анализ данных, собранных с мая 2022 по июнь 2023 года, показал следы примерно пяти таких взаимодействий. Это совпало с теоретическим прогнозом, который ожидает 4–5 событий, и стало подтверждением существования редкой ядерной реакции. Исследователи отметили, что результат указывает на способность нейтрино взаимодействовать с атомами углерода даже при очень низких энергиях.

Что известно о нейтрино

Нейтрино — самые лёгкие и многочисленные элементарные частицы, взаимодействующие с веществом исключительно через слабые силы и гравитацию. В середине XX века стало известно, что существует три их типа: электронные, мюонные и тау-нейтрино, а также соответствующие антинейтрино. Позже учёные обнаружили, что нейтрино могут превращаться друг в друга — это явление называется осцилляциями. Его существование говорит о ненулевой массе этих частиц. Сейчас физики пытаются точно определить массу каждого типа нейтрино.