Do nietypowego odkrycia doszło w 2018 roku w laboratorium znajdującym się wspomniane wyżej dwa kilometry pod powierzchnią Ziemi w Ontario w Kanadzie. Późniejsze badania i analizy zarejestrowanego promieniowania wykazały, że źródłem tego światła było antyneutrino, niezwykle ulotna cząstka, która została wyemitowana w procesie rozpadu beta w reaktorze jądrowym znajdującym się 240 kilometrów dalej.
Neutrina i antyneutrina to powszechnie występujące, a jednocześnie niezwykle trudne do uchwycenia cząstki. Gdybyśmy byli w stanie je z łatwością rejestrować, mogłyby one otworzyć przed nami liczne tajemnice wszechświata, które póki co pozostają poza naszym zasięgiem. Problem w tym, że w przeciwieństwie do większości cząstek, neutrina praktycznie nie oddziałują z innymi cząstkami. W efekcie przelatują one z łatwością przez nasze organizmy i przez Ziemię, nie wchodząc w interakcje z innymi cząstkami na swojej drodze.
Czytaj także: Niezwykłe odkrycie w CERN. Czy to początek nowej ery w fizyce cząstek?
Co warto tutaj podkreślić, zwykle w przypadku antymaterii mamy do czynienia z identycznymi odpowiednikami materii, które różnią się od swoich odpowiedników jedynie ładunkiem. W przypadku neutrin sytuacja wygląda nieco inaczej, bowiem neutrina nie mają ładunku, a tym samym tak naprawdę neutrina i antyneutrina się od siebie nie różnią. O tym, czy mamy do czynienia z neutrinem czy z antyneutrinem naukowcy wnioskują jedynie po tym, że neutrino pojawia się wraz z pozytonem, a antyneutrino z elektronem.
W procesie rozpadu beta w reaktorach jądrowych powstaje proton, elektron i antyneutrino. Jeżeli takie antyneutrino wejdzie w interakcje z protonem powstanie pozyton i neutron (taki proces nazywany jest odwrotny rozpadem beta).
Wyobraźmy sobie, że w działającym reaktorze jądrowym dochodzi do rozpadu beta, w którym powstają opisane wyżej cząstki. Antyneutrino uciekając z reaktora, nie zwraca uwagi na ściany, czy skały. Kiedy jednak taka cząstka wpadnie do zbiornika wypełnionego wodą, porusza się z prędkością wyższą od prędkości światła w wodzie. W takiej sytuacji dochodzi do emisji promieniowania Czerenkowa, które można porównać do gromu ciągnącego się za samolotem lecącym z prędkością naddźwiękową.
W 780-tonowym zbiorniku SNO+ znajdującym się 240 kilometrów od reaktora jądrowego i dwa kilometry pod Ziemią znajdowała się ultraczysta woda i fotopowielacze, które potencjalnie mogłyby wychwycić blask promieniowania Czerenkowa. Dwa kilometry skał znajdujące się nad zbiornikiem skutecznie chronią go przed promieniami kosmicznymi, dzięki czemu w momencie wykrycia jakiegoś błysku, można byłoby je wyeliminować.
Czytaj także: W Ziemię uderza antymateria. Udało się ją namierzyć
Co ciekawe, w momencie wykrycia błysku zbiornik znajdował się dopiero w fazie kalibracji. Naukowcy analizujący dane zebrane na tym etapie wdrażania laboratorium do pracy dostrzegł dowody na odwrotny rozpad beta. Tym dowodem był rozbłysk światła o energii dokładnie 2,2 megaelektronowolta. Badacze wiedzą natomiast, że taki błysk emitowany jest w momencie wychwycenia neutronu przez jądro wodoru znajdujące się w wodzie.
Skoro pojawił się wolny neutron, badacze wywnioskowali, że powstał on wraz z pozytonem w momencie, gdy antyneutrino weszło w interakcje z protonem. Szczegółowa analiza tego podejrzenia wykazała, że prawdopodobieństwo takiego pochodzenia wynosi aż 99,7 procent. Wychodzi zatem na to, że detektory wodne, które z założenia są one prostymi urządzeniami, mogą skutecznie służyć do monitorowania aktywności w reaktorach jądrowych, nawet z odległości setek kilometrów.