В подземной лаборатории SNO+ в канадской провинции Онтарио впервые зарегистрировали антинейтрино от ядерного реактора с помощью резервуара, заполненного чистой водой. Частица преодолела более 240 км до детектора, расположенного под толщей горных пород свыше 2 км. Результат показал, что воду можно применять для удаленного обнаружения антинейтрино.
Наблюдение было сделано во время калибровки установки в 2018 году, когда сферический резервуар массой 780 тонн временно заполнили сверхчистой водой. Ученые изучили данные, собранные за 190 дней, и обнаружили признаки обратного бета-распада. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Антинейтрино возникают, в частности, при ядерном бета-распаде, когда нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино. При взаимодействии антинейтрино с протоном могут образоваться позитрон и нейтрон. Захваченный ядром водорода нейтрон дает слабую световую вспышку с энергией 2,2 МэВ.
Обычно водные детекторы с трудом фиксируют сигналы с энергией ниже 3 МэВ. Однако установка SNO+ смогла регистрировать события с энергией от 1,4 МэВ. Эффективность обнаружения сигнала на уровне 2,2 МэВ составила около 50%.
Анализ одного из зарегистрированных кандидатов показал, что он с вероятностью 99,7% был вызван антинейтрино. Исследователи считают, что этот результат открывает возможность использовать обычную воду для наблюдения за работой ядерных реакторов на значительном расстоянии. Сейчас SNO+ работает с жидким сцинтиллятором, усиливающим слабые световые сигналы.
