Физики из коллаборации COHERENT зарегистрировали процесс упругого когерентного рассеяния нейтрино на ядрах германия. Это третий детектор, на котором удалось зарегистрировать это явление. Препринт доступен на arXiv.org.
Упругое когерентное рассеяние нейтрино на ядрах атомов — наиболее вероятный процесс взаимодействия нейтрино с веществом в области малых энергий нейтрино (менее 50 мегаэлектронвольт). Однако энергия ядер отдачи, возникающих в ходе такого взаимодействия, крайне мала, поэтому этот процесс ученые смогли зарегистрировать лишь недавно в эксперименте COHERENT, расположенном на импульсном источнике нейтронов в США.
Этот процесс интересен ученым своей квадратичной зависимостью сечения взаимодействия от числа нейтронов в ядре. Поэтому физики стремятся зарегистрировать его на ядрах различных атомов, чтобы проверить существующую теорию. В частности, физики в различных экспериментах пытаются зарегистрировать этот процесс на ядрах атомов германия, но надежных результатов до сих пор не получали.
Теперь физики из эксперимента COHERENT сообщили, что им все же удалось зарегистрировать упругое когерентное рассеяние нейтрино на ядрах атомов германия. Для этого они использовали данные, полученные с пяти германиевых детекторов общей массой 11,07 килограмм, объединенных в одну установку и расположенных в 19,2 метра от ртутной мишени импульсного источника нейтронов.
После обработки данных, набранных за два месяца работы установки, ученые обнаружили превышение сигнала над фоном, соответствующее приблизительно 21 событию упругого когерентного рассеяния. Это позволило отклонить гипотезу об отсутствии этого процесса на германии с достоверностью 3,9 стандартного отклонения. При этом результат оказался в согласии со стандартной моделью в рамках двух стандартных отклонений.
Ученые отмечают, что дальнейший набор данных и анализ более низкой области энергии позволит уменьшить статистическую ошибку и повысит надежность результата.
Энергия антинейтрино от реакторов меньше, чем в ускорительных экспериментах, поэтому упругое когерентное рассеяние нейтрино в реакторных экспериментах пока не обнаружено. Зато недавно ученые из SNO+ впервые зарегистрировали реакторные антинейтрино при помощи черенковского детектора.