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neutrinos São partículas subatômicas que interagem de forma extremamente fraca com a matéria. Eles são formados em muitos tipos de decaimento radioativo, inclusive no núcleo do Sol e em reatores nucleares. Os neutrinos também não podem ser bloqueados – eles viajam facilmente do núcleo de um reator nuclear para um detector distante e até mesmo através da própria Terra. Portanto, detectar os minúsculos sinais de neutrinos requer enormes dispositivos extremamente sensíveis. O experimento SNO+ acaba de mostrar que um detector cheio de água pura ainda pode detectar neutrinos do reator, mesmo que os neutrinos no detector produzam apenas sinais minúsculos.

A medição SNO+ mostra que reatores nucleares distantes podem ser observados e monitorados com algo tão simples e barato quanto a água. Os reatores não podem proteger os neutrinos que produzem. Assim, a medição de SNO+ é uma evidência de que tais detectores de água podem desempenhar um papel na garantia da não proliferação nuclear. Como o SNO+, esses detectores ainda precisariam ser muito radioativos, grandes (o SNO+ contém 1.000 toneladas de água) e capazes de detectar a pequena quantidade de luz que os neutrinos produzem. No entanto, usando água, detectores muito grandes são possíveis e uma opção real para “ver” reatores que estão distantes.

Os cientistas há muito pensam que os minúsculos sinais (apenas 10-20 fótons) produzidos pelos neutrinos do reator em um detector de água os tornariam impossíveis de detectar. neutrinos, especialmente quando o detector estava longe do reator e a taxa desses sinais era muito baixa. Ao garantir que o próprio detector esteja livre de vestígios radioatividade, e como o SNO+ tinha um limite de energia mais baixo do que qualquer detector de água já construído, o SNO+ foi capaz de ver esses sinais e mostrar que eles vinham de reatores nucleares a pelo menos 240 quilômetros (150 milhas) de distância. A medição ainda era bastante difícil, pois era preciso identificar e remover backgrounds (eventos falsos) de radioatividade residual e de neutrinos produzidos por raios cósmicos na atmosfera.

Os detectores de água têm várias vantagens. Eles são baratos e podem ser muito grandes, tornando-os úteis para monitorar reatores em fronteiras internacionais. Melhorias nesse monitoramento, incluindo o uso de um cintilador líquido à base de água ou “carregamento” da água com gadolínio, que aumentariam o tamanho do sinal, estão sendo testadas por outras colaborações. Este trabalho vem da Colaboração SNO+, uma colaboração internacional de cerca de 100 cientistas dos Estados Unidos (Universidade da Pensilvânia, Universidade da Califórnia em Berkeley e Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, Universidade da Califórnia em Davis, Laboratório Nacional Brookhaven, da Universidade de Boston). , e a Universidade de Chicago), Canadá, Grã-Bretanha, Portugal, Alemanha, China e México. O SNO+ está localizado no SNOLAB, o laboratório subterrâneo canadense.

Referência: Allega A, Anderson MR, et al. Detecção de antineutrinos de reatores distantes com água pura em SNO+. física Rev. Lett. 2023;130(9):091801. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.091801

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