image: An image of SNS's Beamline 13. The neutrinos enter a detector in the SNS basement -- a 32-pound (14.5- kilogram) scintillating crystal of sodium-doped cesium iodide enclosed in carefully designed shielding. This material relates to a paper that appeared in the Aug. 3, 2017, online issue of Science, published by AAAS. The paper, by D. Akimov at Institute for Theoretical and Experimental Physics in Moscow, Russia, and colleagues was titled, "Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering." view more
Credit: Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy; photographer Genevieve Martin
ニュートリノが原子核とコヒーレントに相互作用しうることが、初めて理論的に説明されたのは1974年のことである。そして今回、物理学者らがそのような事象を初めて観測したと報告している。ニュートリノ－原子核コヒーレント弾性散乱（CENS）は、ニュートリノ（他の粒子よりも質量が著しく小さな粒子）の性質を探るのに有効な手段として提案されてきた。またCENSは、例えば非侵入型の原子炉監視など、実用的な技術として応用できる可能性もある。原子核衝突におけるニュートリノ散乱の直接観察は、いくつかの理由で不可能だった。その理由のなかには、非常に低エネルギーの原子核反跳、つまり相互作用の個々の結果を検出するのが技術的に困難なことなどがあった。CENSを検出するため、Dmitri Akimovらは米オークリッジ国立研究所の核破砕中性子源（SNS）内にある特殊な地下通路に注目した。この通路は12メートル以上の補助材料（コンクリートや砂利など）で補強されており、他の粒子と干渉しないように遮断されている。次に科学者らは、ナトリウム添加ヨウ化セシウムの試料にニュートリノを当てた。この試料は理想的な大きさの核を含んでおり、衝突時に核反跳を検出するのに十分な閃光を発する。彼らは15カ月にわたりデータを取り、そのデータを他の粒子との相互作用を差し引いて調整した。Akimovらの報告によると、CENSの振る舞いは物理学者が長年予想してきたとおりだったという。
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