Среда 04 ноября 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Нейтринная алхимия: обнаружены частицы-призраки Солнца, преобразующие атомы


Нейтринная алхимия: обнаружены частицы-призраки Солнца, преобразующие атомы

Суббота, 13 Декабря 2025 12:45

На глубине тысяч метров под землей, в хтонических глубинах земной коры, ученые наконец-то зафиксировали солнечные нейтрино в момент превращения углерода-13 в азот-13. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

 

Это первый случай наблюдения такой редкой ядерной реакции, опосредованной нейтрино, демонстрирующий, как некоторые из самых неуловимых и неосязаемых частиц во Вселенной, тем не менее, могут незаметно изменять материю в подземной темноте, далеко от поверхности.

 

«Это открытие использует естественное содержание углерода-13 в жидком сцинтилляторе эксперимента для измерения специфического, редкого взаимодействия», — говорит физик Кристин Краус из SNOLAB, нейтринной обсерватории в Канаде, где было сделано это открытие. «Насколько нам известно, эти результаты представляют собой самые низкоэнергетические наблюдения взаимодействия нейтрино с ядрами углерода-13 на сегодняшний день и обеспечивают первое прямое измерение сечения этой конкретной ядерной реакции с основным состоянием образующегося ядра азота-13».

 

Нейтрино — одни из самых распространенных частиц во всей огромной Вселенной. Они образуются в условиях высокой энергии, например, при взрывах сверхновых и при термоядерном синтезе в ядрах звезд, — поэтому они встречаются практически повсюду.

 

Однако они не обладают электрическим зарядом, их масса практически равна нулю, и они почти не взаимодействуют с другими частицами, с которыми сталкиваются. Сотни миллиардов нейтрино прямо сейчас проходят сквозь ваше тело, просто проходя мимо, как призраки. Именно поэтому их ласково называют частицами-призраками.

 

Но время от времени нейтрино действительно сталкивается с другой частицей — столкновение, которое порождает ничтожно слабое свечение и поток других частиц. Однако их трудно обнаружить на поверхности Земли, где космические лучи и фоновое излучение маскируют сигнал.

 

Вот почему некоторые из лучших детекторов нейтрино находятся глубоко под землей, где сама земная кора служит радиационным экраном. Там гигантские камеры облицованы фотодетекторами и заполнены жидким сцинтиллятором, который усиливает крошечные сигналы, генерируемые редкими взаимодействиями нейтрино, расцветающими в полной, безмолвной темноте.

 

Нейтрино, образовавшиеся в ядре Солнца, постоянно движутся сквозь Землю . Их энергия находится в хорошо известном диапазоне, что позволяет легко отличить их от атмосферных и астрофизических нейтрино, которые гораздо более энергичны и встречаются гораздо реже. На глубине 2 километров детектора SNO+ в SNOLAB почти все события в этом энергетическом диапазоне имеют солнечное происхождение.

 

Исследовательская группа под руководством физика Гулливера Милтона из Оксфордского университета в Великобритании тщательно изучила данные SNO+, собранные в период с 4 мая 2022 года по 29 июня 2023 года, в поисках специфического сигнала, указывающего на взаимодействие нейтрино с углеродом-13 в сцинтилляционной жидкости.

 

Когда солнечный электронный нейтрино сталкивается с ядром углерода-13, это столкновение приводит к двум последствиям. Во-первых, к образованию электрона — частицы с отрицательным зарядом, поскольку атомное ядро поглощает нейтрино.

 

Внутри ядра атома углерода находятся 13 частиц: шесть положительно заряженных протонов и семь нейтральных нейтронов. Слабое взаимодействие, вызванное нейтрино, превращает один из этих нейтронов в протон, испуская электрон.

 

С увеличением числа протонов с шести до семи атом уже не является углеродом, а представляет собой азот-13, имеющий семь протонов и шесть нейтронов.

 

Примерно через 10 минут образовавшийся изотоп азота-13 – нестабильный радиоактивный изотоп азота с периодом полураспада, как вы уже догадались, 10 минут – распадается, испуская характерный антиэлектрон, или позитрон.

 

Результатом взаимодействия от начала до конца является характерная двухступенчатая вспышка, известная как отложенное совпадение. По сути, исследователи могут наблюдать электрон, за которым через 10 минут следует позитрон, как признак превращения нейтрино углерода-13 в азот-13.

 

На основе данных наблюдений за 231 день исследователи выявили 60 потенциальных событий. Обработав данные о потенциальных событиях с помощью статистической модели, они оценили количество нейтрино-индуцированных превращений углерода в азот равную 5,6. Это довольно близко к ожидаемым 4,7 событиям.

 

«Зафиксировать это взаимодействие — выдающееся достижение, — говорит Милтон. — Несмотря на редкость изотопа углерода, мы смогли наблюдать его взаимодействие с нейтрино, которые зародились в ядре Солнца и преодолели огромные расстояния, чтобы достичь нашего детектора».

 

Результат впечатляет. Подтверждение теоретических предсказаний всегда приносит удовлетворение, поскольку это означает, что наука движется в правильном направлении.

 

Это также позволяет получить новые данные о вероятности этой конкретной низкоэнергетической реакции нейтрино с углеродом. Это означает, что устанавливается новый эталон для ядерной физики, который будет полезен в будущих исследованиях.

 

«Сами по себе солнечные нейтрино уже много лет являются интригующим предметом изучения, и измерения их, проведенные в рамках нашего предшественника, эксперимента SNO, привели к присуждению Нобелевской премии по физике в 2015 году», — говорит физик Стивен Биллер из Оксфордского университета. «Удивительно, что наше понимание нейтрино, испускаемых Солнцем, настолько продвинулось, что мы теперь можем впервые использовать их в качестве «тестового пучка» для изучения других видов редких атомных реакций!»

 
 

 
 
Николаева Мария Опубликовано в Наука
Читайте также
Ледник Судного дня может поднять уровень моря вдвое сильнее, чем считалось Ледник Судного дня может поднять уровень моря вдвое сильнее, чем считалось Новое исследование объясняет, почему ледник Судного дня в Антарктиде отступает быстрее, чем прогнозировалось, потенциально удваивая свой вклад в повышение уровня моря к 2100 году. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature…
Луна могла способствовать возникновению первых континентов на Земле Луна могла способствовать возникновению первых континентов на Земле В сутках вечно не хватает часов. Но для планетолога Саймона Лока из Бристольского университета именно это обстоятельство стало отправной точкой в его исследованиях. Он изучает события, произошедшие около 4,5 миллиарда…
Горы разрушаются быстрее всего там, где этого меньше всего ожидается Горы разрушаются быстрее всего там, где этого меньше всего ожидается Ученые выяснили, почему некоторые пологие горные ландшафы подвергаются эрозии быстрее, чем крутые скалистые склоны, что выявило скрытые последствия для круговорота углерода на Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Один из крупнейших налетов на Москву и удар по НПЗ в Ярославле. Атаки БПЛА ВСУ на российские регионы Один из крупнейших налетов на Москву и удар по НПЗ в Ярославле. Атаки БПЛА ВСУ на российские регионы Попытка атаки украинских беспилотников, предпринятая вечером и ночью на Московский регион, стала одной из крупнейших за последние полгода, свидетельствуют подсчеты ТАСС, сделанные на основе данных, опубликованных мэром Москвы Сергеем Собяниным…
Поражены объекты энергокомплекса Украины. Массированный удар ВС РФ по объектам на Украине Поражены объекты энергокомплекса Украины. Массированный удар ВС РФ по объектам на Украине Российские войска ночью нанесли массированный удар, в результате которого в Винницкой, Днепропетровской и Харьковской областях поражены объекты энергетического комплекса Украины, обеспечивающие электроэнергией военные предприятия. Об этом сообщили в Минобороны РФ.…
Мирошник: в России в III квартале 2026 года из-за ударов ВСУ погиб 631 человек Мирошник: в России в III квартале 2026 года из-за ударов ВСУ погиб 631 человек Порядка 5 тыс. мирных жителей пострадали от рук ВСУ в III квартале 2026 года, погиб 631 человек. Об этом сообщил на брифинге посол по особым поручениям МИД РФ по вопросам…
Тема дня
Президент Путин изменил мировой расклад Президент Путин изменил мировой расклад

Еще пять лет назад США и Европа пытались говорить с Россией исключительно с позиции силы. Однако сит...

Фото
Опасная марсианская пыль может попасть в мозг астронавтов Опасная марсианская пыль может попасть в мозг астронавтов

Исследование Марса человеком рассматривается как следующий большой шаг вперед после возвращения на Л...

Опрос

Станет ли «операция в Алешках» началом чего-то большего?

 

Анекдот дня

Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".