كاشف للمادة المظلمة يحقق رقماً قياسياً بقياس نيوترينوات شمسية عند أدنى طاقة

قاس كاشف صُمم للبحث عن المادة المظلمة نيوترينوات شمسية عند طاقات أدنى مما حققته أي تجربة سابقة. ووسع جهاز XENONnT نطاق الرصد المباشر ليشمل طاقات نيوترينو تبلغ نحو 17 كيلوإلكترون فولت، كاشفاً إشارة تهيمن عليها جسيمات تنشأ في تفاعلات الاندماج التي تمد الشمس بالطاقة.

يقع الكاشف على عمق 1,400 متر تحت كتلة غران ساسو الجبلية في إيطاليا، ويحتوي على 5.9 طن من الزينون السائل شديد النقاء. وفي حالات نادرة، يصطدم نيوترينو عابر بإلكترون في الزينون، منتجاً ومضات ضوئية دقيقة وإشارات كهربائية. وقلل الباحثون التشويش الصادر عن مصادر تشمل الرادون المشع والرصاص والكريبتون وقاسوه بعناية، ما أتاح للإشارة الشمسية الخافتة بلوغ معيار الدلالة الإحصائية «خمسة سيغما»، المستخدم عادة لإعلان اكتشاف في فيزياء الجسيمات.

وتنتج نيوترينوات البروتون-البروتون، أو pp، قرب بداية سلسلة الاندماج الرئيسية في الشمس. ولذلك، يمكن أن تختبر القياسات الأدق لتدفقها فهم العلماء لكيفية توليد الطاقة في قلب الشمس.

وتظهر النتيجة أيضاً مدى تقدم تقنيات البحث عن المادة المظلمة. فلم يعثر XENONnT على المادة المظلمة بعد، لكن حساسيته المتزايدة تكشف تفاعلات نادرة أخرى للجسيمات. وستصبح النيوترينوات الشمسية في نهاية المطاف مصدراً مهماً لضوضاء الخلفية في البحث عن المادة المظلمة، ما يخلق تحدياً، لكنه يفتح أيضاً مجالاً مثمراً لأبحاث النيوترينوات.