中微子作为宇宙中极为神秘的粒子，常被称作“幽灵粒子”，它们极少与其他物质发生作用，每秒数万亿个穿过人体却毫无痕迹。探测中微子难度极大，此前人们仅观测到少量来自太阳的中微子与不同目标相互作用。如今，牛津大学研究人员主导的团队取得突破，首次在一个大型地下探测器中观测到中微子将碳原子转化为氮原子的过程。
这项成果借助位于加拿大萨德伯里矿井内、SNOLAB地下两公里处的SNO+探测器达成。深埋地下可屏蔽宇宙射线和背景辐射，避免掩盖微弱的中微子信号。研究团队采用“延迟符合”方法，寻找中微子撞击碳-13原子核产生的初始闪光及几分钟后放射性衰变产生的第二个闪光，以此区分真实中微子相互作用和背景噪声。在2022年5月4日至2023年6月29日的231天里，观测到5.6次事件，与预期的4.7次在统计学上一致。
中微子对理解恒星演化、核聚变及宇宙演化意义重大。此次发现为未来研究低能中微子相互作用奠定基础。论文第一作者格列佛·米尔顿称捕捉到这种相互作用非凡，这些中微子来自太阳核心。合著者史蒂文·比勒教授表示，对太阳中微子理解进步巨大，如今可将其用作“测试束”研究其他稀有原子反应。SNO+是对SNO实验的重新利用，SNO实验表明中微子在从太阳到地球途中会在三种类型间振荡。克里斯汀·克劳斯博士称，此次发现利用碳-13天然丰度测量特定罕见相互作用，结果代表迄今对中微子与碳-13原子核相互作用的最低能量观测，首次直接测量特定核反应生成氮-13原子核基态的截面。
