Soprannominato "particelle fantasma, " i neutrini non hanno carica elettrica e le loro masse sono così piccole che sono difficili da osservare. Il sole, reattori nucleari, le esplosioni di supernova li creano, quando i loro nuclei stanno attraversando un decadimento radioattivo, noto come decadimento beta. Il Centro di Fisica Sotterranea, all'interno dell'Institute for Basic Science (IBS) ha condotto il Neutrino Experiment for Oscillation at Short Baseline (NEOS) per studiare i neutrini più sfuggenti, i cosiddetti 'neutrini sterili'. I loro risultati sono ora disponibili sulla rivista Lettere di revisione fisica .

I neutrini rilevati fino ad ora sono di tre tipi, o aromi:neutrino elettronico, neutrino muonico, e tau neutrino. I neutrini possono cambiare da un tipo all'altro, attraverso un fenomeno chiamato oscillazione del neutrino. interessante, esperimenti precedenti hanno misurato queste oscillazioni e hanno riscontrato un'anomalia nei dati:il numero di neutrini misurati è inferiore di circa il 7% rispetto al valore previsto. I ricercatori hanno proposto che questi neutrini in via di estinzione, trasformarsi in un quarto tipo di neutrini, cioè i neutrini sterili.

L'esperimento si è svolto all'interno della centrale nucleare di Hanbit a Yeonggwang (Corea del Sud), un reattore nucleare standard che dovrebbe produrre 5.1020 neutrini al secondo, come sottoprodotti della reazione che genera energia nucleare.

in primo luogo, gli scienziati hanno dovuto superare il problema dei segnali di fondo presenti nell'atmosfera, che potrebbero ostacolare la rilevazione dei neutrini. Una soluzione era installare il rilevatore sottoterra, il più vicino possibile al nocciolo del reattore, dove avviene la reazione di decadimento beta. In questo caso, il rivelatore di neutrini è stato installato a 24 metri dal nucleo, in una struttura chiamata galleria tendinea. Il rivelatore era protetto da diversi strati di blocchi di piombo, che schermano il rivelatore dai raggi gamma, e di polietilene borato per bloccare i neutroni.

Gli scienziati hanno misurato il numero di neutrini elettronici utilizzando un rivelatore, che contiene un cosiddetto scintillatore liquido, che produce un segnale luminoso quando un neutrino interagisce con esso. Hanno quindi confrontato i loro risultati con i dati ottenuti da altri esperimenti e calcoli teorici. In alcuni casi i risultati di NEOS concordavano con i dati precedenti, ma in altri casi differivano. Per esempio, i dati mostrano che c'è un'abbondanza inspiegabile di neutrini con energia di 5 MeV (Mega-elettron Volt), soprannominato "l'urto da 5 MeV", molto superiore a quello previsto dai modelli teorici.

L'esperimento è riuscito a misurare i neutrini elettronici con grande precisione e bassi segnali di fondo. Però, i neutrini sterili non sono stati rilevati e rimangono alcune delle particelle più misteriose del nostro Universo. I risultati mostrano anche che è necessario stabilire nuovi limiti per la rilevazione dei neutrini sterili, poiché le oscillazioni che convertono i neutrini elettronici in neutrini sterili sono probabilmente inferiori a quanto mostrato in precedenza. "Questi risultati non significano che non esistano neutrini sterili, ma che sono più difficili da trovare di quanto si pensasse in precedenza, " spiega OH Yoomin, uno degli autori di questo studio.