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科学家首次记录到太阳中微子与碳原子发生罕见相互作用的证据

2025-12-18 15:45         
这项发现标志着理解低能中微子在物质内部行为的重要进展。

研究人员报告了太阳中微子将碳转化为氮的首个证据。SNO+实验采用延迟符合信号技术,成功将目标事件与背景噪声分离。

位于加拿大萨德伯里地下两公里(1.24英里)矿井中的SNO+探测器,经过一年多数据采集后捕获了这一难以捉摸的信号。由牛津大学主导的研究团队利用该探测器开展实验。深层地下环境有效屏蔽了宇宙射线和背景噪声的干扰,使研究人员得以分离出中微子撞击原子核产生的极微弱信号。

中微子仍是宇宙中最神秘的粒子之一,它们极少与物质发生相互作用,每秒有数万亿中微子穿过人体。这些粒子产生于太阳内部的核反应等过程,探测它们需要极大的耐心、精密的设备和完善的屏蔽措施。

SNO+团队重点观测了中微子与碳-13的相互作用,这种稀有碳同位素存在于探测器的液体闪烁体中。当高能太阳中微子撞击碳-13原子时,会将其转化为氮-13原子核,新原子核约十分钟后发生衰变。

研究采用延迟符合技术:先捕捉中微子撞击产生的初始闪光,再等待数分钟后寻找氮-13衰变时发出的二次闪光。这种配对模式有助于从背景信号中甄别真实事件。

2022年5月至2023年6月的231天观测期内,研究团队识别出5.6次此类事件,与该时期预期的4.7次太阳中微子事件数量基本吻合。


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