Новаторски детектор за антинеутрино, използвайки само чиста вода
Според последните проучвания, оповестени в APS, е реализиран забележителен пробив в откриването на субатомни частици, известни като антинеутрино. В опита Sudbury Neutrino Observation (SNO+) интернационална група учени – в това число Джошуа Клайн, Едмънд Дж. и Луиз У. Кан – работещи дружно в мина в Съдбъри, Онтарио, откриват антинеутрино благодарение на чиста вода.
Това е новаторско достижение, защото при предходни опити е употребен течен сцинтилатор. Това е скъпа среда заради огромните количества, нужни за разкриване на антинеутрино.
Какво съставляват антинеутриното и неутриното?
Клайн изяснява, че неутриното и антинеутриното са дребни субатомни частици и най-разпространените частици във Вселената. Въпреки това откриването им е предизвикателство заради редките им взаимоотношения с друга материя. Както и заради това, че не могат да бъдат екранирани. Но с помощта на метода им на деяние можем да ги използваме, с цел да научим неща като това по какъв начин е основана Вселената и какъв брой надалеч са астрономическите обекти.
Освен това те могат да се употребяват в действителния свят за наблюдаване на нуклеарни реактори.
Има вяра, че вероятно могат да разкрият и незнайни до момента нуклеарни секрети. Докато неутриното се получава при високоенергийни реакции, като да вземем за пример нуклеарните реакции в звездите, антинеутриното нормално се създава изкуствено от нуклеарни реактори. Чрез премерване на антинеутрино от реактори учените могат да дефинират дали даден реактор е включен или изключен и може би даже какъв тип нуклеарно гориво изгаря.
Този способ би могъл да помогне за наблюдаване на реактор в непозната страна.
Цел е да може да се дефинира дали дадена страна минава от реактор за произвеждане на електрическа енергия към подобен за произвеждане на материали за оръжия.
Реакторните антинеутрино обаче са с ниска сила, което затруднява откриването им.
Детекторът би трябвало да е чист от всевъзможни следи от радиоактивност и да има задоволително невисок предел, с цел да открие събитията. Освен това реакторът би трябвало да съдържа най-малко 1000 тона вода, с цел да може да се употребява на разстояние до 240 километра.
Клайн споделя, че някогашните му възпитаници Танър Каптанглу и Логан Лебановски са били водещи за плана.
Докторската дисертация на Каптанглу е била част от концепцията за измерването, а Лебановски, който е бил постдокторант, е отговарял за цялото нещо. Групата по уредите проектира и построи цялата електроника за събиране на данни и създаде системата за задействане на детектора, което разреши на SNO+ да има задоволително невисок енергиен предел, с цел да открие антинеутриното от реактора.
Този пробив в откриването на антинеутрино единствено с вода може да докара до основаването на огромни и евтини детектори, които да подсигуряват, че дадена страна съблюдава уговорките си по контракта за нуклеарните оръжия. Така ще се обезпечи опция за гарантиране на неразпространението на нуклеарните оръжия. Това изобретение може да докара и до нови способи за проучване и потребление на тези неуловими частици в действителния свят.
Можете да се запознаете с изследването в списание Physical Review Letters под името “Evidence of Antineutrinos from Distant Reactors Using Pure Water at SNO+ ”.
