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 internetowej preprintów arXiv.org.
Obserwacja procesu elastycznego, spójnego rozpraszania antyneutrin reaktorowych jest trudnym zadaniem ze względu na niezwykle niskie energie odrzutu jąder substancji rejestrującej. Niedawno pisaliśmy, że do tej pory nie było to możliwe przy użyciu detektora ksenonu ciekłego. Naukowcom udało się już jednak zarejestrować 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 miał czasu na zebranie wystarczającej ilości danych przed całkowitym wyłączeniem elektrowni jądrowej w Brockdorfie.
Grupie naukowców z projektu CONUS pod przewodnictwem Manfreda Lindnera (M. Lindner) z Instytutu Fizyki Jądrowej Maxa Plancka udało się zarejestrować elastyczne, spójne rozpraszanie antyneutrin reaktorowych na jądrach germanu (Ge). W tym celu przetransportowali detektor CONUS do elektrowni jądrowej w Leibstadt (Szwajcaria) i również go zmodyfikowali, co pozwoliło im obniżyć próg 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 395 ± 106 zdarzeń przeważających nad tłem. Zdaniem autorów jest to zgodne z przewidywaniami Modelu Standardowego, który przewidywał 347 ± 34 zdarzeń. Istotność statystyczna wykrycia wyniosła 3,7 odchylenia standardowego.
Więcej na temat elastycznego spójnego rozpraszania neutrin na jądrach atomowych można przeczytać w naszym wywiadzie z Dmitrijem Akimowem, uczestnikiem pierwszego eksperymentu, w którym udało się zarejestrować ten proces.