لقد رصد باحثون باستخدام كاشف SNO+ في كندا نيوترينوات شمسية تحول الكربون-13 إلى النيتروجين-13، مما يمثل إحدى تفاعلات النيوترينو ذات أقل طاقة تم رصدها. اعتمد هذا الإنجاز على تتبع انفجارات ضوئية مزدوجة مفصولة بدقائق. يبني هذا الاكتشاف على أبحاث سابقة حول النيوترينو حازت جائزة نوبل.
النيوترينو، تلك الجسيمات الغامضة المنتجة في قلب الشمس، تتفاعل نادراً مع المادة، مما جعلها تُلقب بـ'جسيمات الأشباح'. في اختراق علمي، التقط علماء تجربة SNO+ هذه الجسيمات وهي تُحدث تحولاً في ذرات الكربون في أعماق تحت الأرض. nيقع كاشف SNO+ على عمق كيلومترين تحت الأرض في SNOLAB في سادبري، كندا، لحماية القياسات الحساسة من الأشعة الكونية. يعمل في منجم نشط، ويستخدم سائل لامع يحتوي على الكربون-13 لاكتشاف التفاعلات. استخدم الفريق طريقة 'التوافق المتأخر'، محددين الأحداث من خلال وميض ضوئي أولي من نيوترينو يصطدم بنواة كربون-13، يليه وميض ثانٍ من تحلل النيتروجين-13 الإشعاعي الناتج بعد حوالي عشر دقائق. nاستمرت جمع البيانات 231 يوماً، من 4 مايو 2022 إلى 29 يونيو 2023، مما أسفر عن 5.6 أحداث من هذا النوع —تتوافق عن كثب مع الـ4.7 المتوقعة من النيوترينوات الشمسية. توفر هذه الملاحظة القياس المباشر الأول لمقطع التفاعل لهذه التفاعل نحو حالة الأرضية للنيتروجين-13. nالمؤلف الرئيسي غوليفر ميلتون، طالب دكتوراه في قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد، قال: «القبض على هذا التفاعل إنجاز استثنائي. رغم ندرة نظير الكربون، تمكنا من ملاحظة تفاعله مع النيوترينو، التي ولدت في قلب الشمس وسافرت مسافات شاسعة لتصل إلى كاشفنا». nأضاف المؤلف المشارك الأستاذ ستيفن بيلر: «النيوترينوات الشمسية نفسها كانت موضوع دراسة مثير للاهتمام لسنوات عديدة، وقياساتها في التجربة السابقة لنا، SNO، أدت إلى جائزة نوبل في الفيزياء عام 2015. من الرائع أن فهمنا للنيوترينو من الشمس تطور إلى هذا الحد بحيث يمكننا الآن استخدامها لأول مرة كـ'حزمة اختبار' لدراسة أنواع أخرى من التفاعلات الذرية النادرة!». nيخلف SNO+ تجربة SNO، التي حلت مشكلة النيوترينو الشمسي وساهمت في جائزة نوبل 2015 التي حصل عليها آرثر ب. ماكدونالد. قالت عالمة موظفة في SNOLAB الدكتورة كريستين كراوس: «يستخدم هذا الاكتشاف الوفرة الطبيعية للكربون-13 داخل سائل الامتلاء اللامع للتجربة لقياس تفاعل نادر محدد... تمثل هذه النتائج أقل ملاحظة طاقة لتفاعلات النيوترينو مع نوى الكربون-13 حتى الآن». nهذه النتائج، المنشورة في Physical Review Letters في 2025، تفتح أبواباً لدراسة عمليات نيوترينو أخرى ذات طاقة منخفضة، مما يعزز الرؤى حول الاندماج النووي النجمي والتطور الكوني.
