加拿大安大略省的岩石公里,最纯净的水罐被埋在加拿大的岩石下,被闪烁的几乎无法检测到的粒子在其分子中猛撞。
该事件是第一次使用水来检测一个称为抗神经抗体的粒子,该粒子起源于超过240公里(150英里)的核反应堆。
在2023年发表的一项研究中详细介绍的令人难以置信的突破为未来铺平了道路实验和监视技术,使用廉价,易于获取且安全的材料。
作为宇宙中一些最丰富的颗粒,是奇怪的小事,具有很大的潜力来揭示对宇宙的更深入的见解。不幸的是,它们几乎是无质量的,没有电荷,几乎与其他颗粒几乎没有相互作用。它们主要遍及太空和岩石,好像所有物质都是无形的。它们被称为幽灵粒子是有原因的。
抗神经替氏菌是中微子的反粒子对应物。通常,反颗粒的电荷与其颗粒当量相反。例如,带负电荷的电子的反粒子是带正电荷的正电子。由于中微子没有指控,科学家只能说出两者基于事实电子中微子将与正电子旁边弹出,而电子抗神经抗体则与电子一起出现。
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电子抗神经酮发出在核β衰减期间,一种放射性衰减,中子中子会腐烂到质子,电子和抗肿瘤中。然后,这些电子抗神经酮之一可以与质子相互作用,以产生正电子和中子,一种称为反β衰变的反应。
衬有光电塑料管的大型液体充满储罐用于检测这种特殊的衰变。它们旨在捕获微弱的光芒切伦科夫辐射由带电的颗粒移动的速度比光传播的速度可以通过液体传播的速度快,类似于破坏声屏障产生的声音臂。因此,它们对非常微弱的光非常敏感。
抗肿瘤是由核反应堆以巨大的数量产生的,但它们的能量相对较低,这使得它们难以检测。
进入sno+。它埋在超过2公里(1.24英里)的岩石下,是世界上最深的地下实验室。这种岩石屏蔽为宇宙射线干扰提供了有效的障碍,使科学家可以获得异常解决的信号。
如今,该实验室的780吨球形储罐充满了线性烷基苯,这是一种放大光的液体闪烁体。早在2018年,该设施正在进行校准时,充满了超纯水。
SNO+协作在2018年的校准阶段收集的190天的数据梳理,发现了β衰变的证据。在此过程中产生的中子是由水中的氢核捕获的,这又在非常特定的能级(2.2 megaelectronvolts)下产生了一小撮光。
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水切伦科夫探测器通常很难检测到3个Megaelectronvolts以下的信号;但是一个充满水的SNO+能够检测到1.4 megaelectronvolts。对于2.2 megaelectronvolts检测信号,这产生了约50%的效率,因此该团队认为值得他们寻找竞争beta衰变的迹象。
对候选信号的分析确定,它可能是由抗肿瘤产生的,其置信水平为3 sigma,概率为99.7%。
结果表明,可以使用水检测器来监测核反应堆的功率产生。
同时,SNO+被用来帮助更好地了解中微子和抗肿瘤。因为中微子是无法直接测量, 我们。最大的问题之一是中微子和抗肿瘤是否是完全相同的粒子。一个罕见的,从未见过的衰败会回答这个问题。 SNO+目前正在寻找此腐烂。
“我们很感兴趣的是,纯水可用于测量反应堆和如此远处的抗肿瘤,”解释的物理学家洛根·黎巴索斯基(Logan Lebanowski)在2023年揭幕时,在SNO+合作和伯克利分校的伯克利分校上。
“我们花了很大的努力来从190天的数据中提取一些信号。结果令人满意。”
该研究已发表在物理评论信。
本文的较早版本于2023年4月发布。