Nagesynchroniseerd als "spookdeeltjes, " neutrino's hebben geen elektrische lading en hun massa is zo klein dat ze moeilijk waar te nemen zijn. De zon, kernreactor, supernova-explosies creëren ze, wanneer hun kernen door een radioactief verval gaan, bekend als bètaverval. Het Centrum voor Ondergrondse Fysica, binnen het Institute for Basic Science (IBS) leidde het Neutrino Experiment for Oscillation at Short Baseline (NEOS) om de meest ongrijpbare neutrino's te bestuderen, de zogenaamde 'steriele neutrino's'. Hun resultaten zijn nu beschikbaar in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .

Neutrino's die tot nu toe zijn gedetecteerd, zijn er in drie soorten, of smaken:elektronenneutrino, muon neutrino, en tau-neutrino. Neutrino's kunnen van het ene type in het andere veranderen, door een fenomeen dat neutrino-oscillatie wordt genoemd. interessant, eerdere experimenten hebben deze oscillaties gemeten en een anomalie in de gegevens gevonden:het aantal gemeten neutrino's is ongeveer 7% lager dan de voorspelde waarde. Onderzoekers hebben voorgesteld dat deze verdwijnende neutrino's, transformeren in een vierde type neutrino's, dat zijn de steriele neutrino's.

Het experiment vond plaats in de Hanbit-kerncentrale in Yeonggwang (Zuid-Korea), een standaard kernreactor die naar verwachting 5.1020 neutrino's per seconde produceert, als bijproducten van de reactie die kernenergie genereert.

Ten eerste, de wetenschappers moesten het probleem van achtergrondsignalen in de atmosfeer overwinnen, dat zou de detectie van neutrino's kunnen belemmeren. Een oplossing was om de detector ondergronds te installeren, zo dicht mogelijk bij de kern van de reactor, waar de bètavervalreactie plaatsvindt. In dit geval, de neutrino-detector werd op 24 meter van de kern geïnstalleerd, in een structuur genaamd peesgalerij. De detector werd beschermd door verschillende lagen loden blokken, die de detector beschermen tegen gammastraling, en van geboreerd polyethyleen om neutronen te blokkeren.

Wetenschappers hebben het aantal elektronenneutrino's gemeten met behulp van een detector, die een zogenaamde vloeibare scintillator bevat, dat een lichtsignaal produceert wanneer een neutrino ermee in wisselwerking staat. Vervolgens vergeleken ze hun resultaten met gegevens die waren verkregen uit andere experimenten en theoretische berekeningen. In sommige gevallen kwamen de NEOS-resultaten overeen met de eerdere gegevens, maar in andere gevallen verschilden ze. Bijvoorbeeld, de gegevens laten zien dat er een onverklaarbare overvloed is aan neutrino's met een energie van 5 MeV (Mega-elektron Volt), genaamd "de 5 MeV hobbel", veel hoger dan voorspeld op basis van theoretische modellen.

Het experiment slaagde erin elektronenneutrino's met grote precisie en lage achtergrondsignalen te meten. Echter, steriele neutrino's werden niet gedetecteerd en blijven enkele van de meest mysterieuze deeltjes van ons universum. De resultaten laten ook zien dat het nodig is om nieuwe limieten op te stellen voor de detectie van steriele neutrino's, aangezien de oscillaties die elektronenneutrino's omzetten in steriele neutrino's waarschijnlijk minder zijn dan eerder is aangetoond. "Deze resultaten betekenen niet dat steriele neutrino's niet bestaan, maar dat ze moeilijker te vinden zijn dan eerder werd gedacht, " legt OH Yoomin uit, een van de auteurs van dit onderzoek.