يتطلب جهاز الكشف عن "مضادات النيترينو" الماء النقي فقط

تم تحقيق تقدم كبير في الكشف عن الجسيمات دون الذرية المعروفة باسم مضادات النيترينو ، وفقًا لبحث حديث نُشر في وكالة الأنباء الجزائرية.

في تجربة Sudbury Neutrino Observation (SNO +) ، وجدت مجموعة دولية من العلماء - بما في ذلك Joshua Klein و Edmund J. و Louise W. Kahn - يعملون معًا في منجم في Sudbury ، أونتاريو ، مضادات النيترينو باستخدام الماء النقي.

يعد هذا إنجازًا رائدًا ، حيث استخدمت التجارب السابقة جهاز وميض سائل ، وهو وسيط مكلف بسبب الكميات الكبيرة اللازمة لاكتشاف مضادات النيترينو.

ما هي مضادات النوترينو والنيوترينوات؟

يشرح كلاين أن النيوترينوات ومضادات النوترينوات هي جسيمات دون ذرية دقيقة وأكثر الجسيمات وفرة في الكون. ومع ذلك ، فقد كان من الصعب اكتشافهم بسبب تفاعلاتهم المتفرقة مع المواد الأخرى ولأنهم لا يمكن حمايتهم. ولكن نظرًا لطريقة عملها ، يمكننا استخدامها للتعرف على أشياء مثل كيفية تكوين الكون ومدى بُعد الأجسام الفلكية.

أيضًا ، يمكن استخدامها في العالم الحقيقي لمراقبة المفاعلات النووية وربما التعرف على الأنشطة النووية السرية.

بينما يتم إنتاج النيوترينوات من خلال تفاعلات عالية الطاقة مثل التفاعلات النووية في النجوم ، عادةً ما يتم إنتاج مضادات النيترينوات بشكل مصطنع بواسطة المفاعلات النووية. من خلال قياس مضادات النيترينو من المفاعلات ، يمكن للعلماء معرفة ما إذا كان المفاعل قيد التشغيل أو إيقاف التشغيل وربما حتى نوع الوقود النووي الذي يحرقه.

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في مراقبة مفاعل في بلد أجنبي وتحديد ما إذا كانت الدولة تتحول من مفاعل لتوليد الطاقة إلى مفاعل يصنع مادة صالحة للأسلحة.

ومع ذلك ، فإن مضادات النترينو في المفاعل منخفضة الطاقة ، مما يجعل من الصعب اكتشافها. يجب أن يكون الكاشف نظيفًا من أي كميات ضئيلة من النشاط الإشعاعي وله عتبة منخفضة بما يكفي لاكتشاف الأحداث. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يحتوي المفاعل على 1000 طن على الأقل من الماء لمراقبة مفاعل على بعد 149.13 ميلاً (240 كيلومترًا).

يقول كلاين إن تلميذه السابقين تانر كابتنغلو ولوغان ليبانوفسكي قادوا الطريق. كانت أطروحة الدكتوراه لكابتانغلو جزءًا من فكرة القياس ، وكان ليبانوفسكي ، الذي كان باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراه ، مسؤولاً عن الأمر برمته. قامت مجموعة الأجهزة بتصميم وبناء جميع إلكترونيات الحصول على البيانات وتطوير نظام تشغيل الكاشف ، مما يسمح لـ SNO + بالحصول على عتبة طاقة منخفضة بما يكفي لاكتشاف antineutrinos المفاعل.

يمكن أن يؤدي هذا الاختراق في الكشف عن مضادات النيترينو بالماء فقط إلى أجهزة كشف كبيرة وغير مكلفة ، مما يضمن التزام الدولة بالتزاماتها في معاهدة الأسلحة النووية وتوفير مقبض لضمان عدم انتشار الأسلحة النووية. يفتح هذا الاكتشاف أيضًا طرقًا جديدة لدراسة واستخدام هذه الجسيمات المراوغة في العالم الحقيقي.

يمكنك قراءة الدراسة بنفسك في مجلة Physical Review Letters.

ملخص الدراسة:

"تقرير SNO + Collaboration يقدم أول دليل على وجود مضادات نيوترينو مفاعل في كاشف Cherenkov. تقع أقرب مفاعلات نووية على بعد 240 كم في أونتاريو ، كندا. يستخدم هذا التحليل أحداثًا ذات طاقات أقل من أي تحليل سابق باستخدام كاشف شيرينكوف للمياه كبير. اثنان تُستخدم الطرق التحليلية للتمييز بين مضادات النيترينوات في المفاعل والأحداث الخلفية في 190 يومًا من البيانات ، وتنتج أدلة متسقة على مضادات النترينو ذات الأهمية المشتركة 3.5 ْ. "