加拿大SNO地下实验室首次利用纯水探测到反中微子

加拿大SNO(Sudbury Neutrino Observatory)地下实验室的物理学家在中微子研究领域取得了重大突破，他们历史上首次利用纯水成功探测到了反中微子。这一成果不仅为监测核反应堆提供了新的可能性，也为研究物质的基本特性开辟了全新的路径。相关研究成果已在《物理评论快报》(PRL)杂志上发表。

中微子及其反粒子反中微子因其与物质相互作用的极弱特性，一直以来都是物理学家们探测的难题。然而，SNO实验室的科学家们通过位于地下2公里多处的超纯水箱，成功捕捉到了反中微子的信号。这一突破性实验是在2018年对SNO装置进行校准期间偶然实现的，当时水箱中装满了普通水。

科学家们对累积的190天数据进行了深入分析，发现了一个罕见的事件——逆β衰变。在这个过程中，反中微子与质子相互作用，产生了正电子和中子。尤为关键的是，科学家们成功记录下了中子被氢核捕获时产生的特征闪光。通常情况下，水探测器无法探测到3兆电子伏(MeV)以下的信号，但在此次实验中，SN+探测器却以约50%的效率探测到了低至2.2MeV的信号。分析结果显示，该信号由反中微子引起的概率高达99.7%。

这一实验不仅证明了水在中微子研究中可以成为一种可获得且安全的材料，还为核反应堆的远程监控提供了新的思路。SNO探测器的这一新发现，未来还将用于探索一个更为基本的问题：是否存在不能分为粒子和反粒子的“惰性”中微子?如果能够发现一种罕见的衰变类型，这或将彻底改变我们对物质结构的理解。

斯诺霍米什观测台和加州大学伯克利分校的物理学家洛根·莱巴诺夫斯基(Logan Lebanowski)对此表示：“普通水能够从如此遥远的距离探测到反中微子，这一事实让我们备受鼓舞。这不仅是对我们实验技术的肯定，更为中微子研究开启了新的篇章。”