位于萨德伯里中微子观测站（Sudbury Neutrino Observatory）及SNO+实验核心的，是一个直径12米的丙烯酸容器，周围环绕着9000个光电倍增管。该容器目前容纳着约800吨用于探测中微子的液体闪烁体。
中微子是科学界已知最令人费解的粒子之一，常被称为“幽灵粒子”，因为它们极少与物质发生相互作用。每秒有数万亿中微子穿过每个人的身体，却不留任何痕迹。这些粒子产生于核反应过程中，包括太阳核心内部的反应。它们极弱的相互作用使得研究中微子异常困难。迄今为止，只有少数几种材料被证实会对太阳中微子产生反应。如今，科学家们通过在一个巨大的地下探测器中观测到中微子将碳原子转化为氮原子的过程，为这个简短的名单又添上了一笔。
这一成就是由牛津大学研究人员领导的一个项目取得的，他们使用了位于加拿大萨德伯里SNOLAB地下两公里处的SNO+探测器。SNOLAB在一个正在运营的矿井内运作，提供了必要的屏蔽层，以阻挡宇宙射线和背景辐射，否则这些干扰会淹没精密的中微子测量信号。
研究团队专注于探测高能中微子撞击碳-13原子核并将其转化为氮-13（一种放射性氮，大约十分钟后衰变）的时刻。为了捕捉这些事件，他们依赖于一种“延迟符合”技术，该技术寻找两个相关联的光信号爆发：第一个来自中微子撞击碳-13原子核，第二个来自几分钟后氮-13的衰变。这种成对信号使得研究人员能够有信心地将真实的中微子事件与背景噪声区分开来。
在2022年5月4日至2023年6月29日这231天的时间里，探测器记录了5.6个此类事件。这与预期相符，预测在此期间太阳中微子应产生4.7个事件。
中微子行为方式奇特，是理解恒星如何运行、核聚变如何展开以及宇宙如何演化的关键。研究人员表示，这项新测量为未来研究其他低能中微子相互作用开辟了道路。
该研究的主要作者、牛津大学物理系博士生格列佛·米尔顿（Gulliver Milton）表示：“捕捉到这种相互作用是一项非凡的成就。尽管碳的同位素很稀有，我们仍然能够观测到它与中微子的相互作用，这些中微子诞生于太阳核心，并穿越了遥远的距离抵达我们的探测器。”
共同作者、牛津大学物理系史蒂文·比勒教授（Steven Biller）补充道：“太阳中微子本身多年来一直是引人入胜的研究课题，我们的前身实验SNO对它们的测量促成了2015年的诺贝尔物理学奖。令人惊叹的是，我们对来自太阳的中微子的理解已经如此深入，以至于我们现在首次能够将它们用作‘测试束’来研究其他类型的稀有原子反应！”
SNO+是早期SNO实验的后续项目，SNO实验证明了中微子在从太阳到地球的传播过程中，会在电子中微子、缪子中微子和陶子中微子这三种形态之间转换。据SNOLAB的科学家克里斯汀·克劳斯博士（Christine Kraus）介绍，由阿瑟·B·麦克唐纳（Arthur B. McDonald）领导的SNO原始发现解决了长期存在的太阳中微子问题，并为2015年诺贝尔物理学奖做出了贡献。这些结果为深入研究中微子的行为及其在宇宙中的意义铺平了道路。
“这项发现利用了实验液体闪烁体内碳-13的自然丰度，来测量一种特定的、罕见的相互作用，”克劳斯说，“据我们所知，这些结果代表了迄今为止对碳-13原子核上中微子相互作用的最低能量观测，并首次为这一特定的核反应（至生成的氮-13原子核基态）提供了直接的截面测量。”
