Niemieckim fizykom udało się wykryć sygnał pochodzący z elastycznego, spójnego rozpraszania antyneutrin reaktorowych na jądrach atomowych za pomocą detektora germanowego CONUS+. Istotność statystyczna wykrycia wyniosła 3,7 odchylenia standardowego. Wyniki pracy są dostępne na stronie z preprintami arXiv.org.
Obserwacja procesu elastycznego, spójnego rozpraszania antyneutrin reaktorowych jest trudnym zadaniem ze względu na niezwykle małą energię odrzutu jąder substancji rejestrującej. Niedawno pisaliśmy, że nie da się tego zrobić przy użyciu detektora ksenonu ciekłego. Naukowcy nauczyli się już jednak rejestrować ten proces w przypadku neutrin pochodzących z akceleratora, a w zeszłym roku zaobserwowali go w przypadku neutrin słonecznych. Eksperyment CONUS był najbliższy zarejestrowania tego procesu dla antyneutrin reaktorowych, ale nie udało mu się zebrać wystarczającej ilości danych przed całkowitym wyłączeniem elektrowni jądrowej Brockdorff.
Grupie naukowców z projektu CONUS pod przewodnictwem Manfreda Lindnera (M. Lindner) z Instytutu Fizyki Jądrowej Towarzystwa Maxa Plancka udało się zarejestrować elastyczne, spójne rozpraszanie antyneutrin reaktorowych na jądrach germanu (Ge). W tym celu przetransportowano detektor CONUS do elektrowni jądrowej w Leibstadt (Szwajcaria) i przeprowadzono jego modyfikację, która pozwoliła na obniżenie progu rejestrowania zdarzeń energetycznych. CONUS+ znajdował się 21 metrów od reaktora jądrowego, który zapewniał strumień 1,5 × 1013 antyneutrin na centymetr kwadratowy na sekundę. Naukowcy zbierali dane w ciągu 119 dni pracy reaktora.
W wyniku analizy danych fizycy odkryli, że ponad tło przeważa 395 ± 106 zdarzeń. Zdaniem autorów jest to zgodne z przewidywaniami Modelu Standardowego, który przewidywał wystąpienie 347 ± 34 zdarzeń. Istotność statystyczna wykrycia wyniosła 3,7 odchylenia standardowego.
Więcej na temat elastycznego, spójnego rozpraszania neutrin przez jądra atomowe można przeczytać w naszym wywiadzie z Dmitrijem Akimowem, uczestnikiem pierwszego eksperymentu, w którym udało się zarejestrować ten proces.