Detektor materi gelap mencatat rekor pengukuran neutrino Matahari berenergi terendah

Detektor yang dibangun untuk mencari materi gelap telah mengukur neutrino Matahari pada energi yang lebih rendah daripada eksperimen mana pun sebelumnya. Instrumen XENONnT memperluas pengamatan langsung hingga energi neutrino sekitar 17 kiloelektronvolt, mengungkap sinyal yang didominasi partikel hasil reaksi fusi yang menjadi sumber energi Matahari.

Terletak 1.400 meter di bawah massif Gran Sasso di Italia, detektor ini berisi 5,9 ton xenon cair dengan tingkat kemurnian sangat tinggi. Pada kesempatan yang jarang terjadi, neutrino yang melintas menumbuk elektron dalam xenon, menghasilkan kilatan cahaya kecil dan sinyal listrik. Para peneliti mengurangi dan mengukur secara cermat gangguan dari berbagai sumber, termasuk radon, timbal, dan kripton radioaktif, sehingga sinyal Matahari yang lemah dapat mencapai standar statistik lima sigma yang lazim digunakan untuk menyatakan penemuan dalam fisika partikel.

Neutrino proton-proton, atau pp, ini dihasilkan pada tahap awal rantai fusi utama Matahari. Karena itu, pengukuran fluksnya yang lebih presisi dapat menguji pemahaman ilmuwan tentang bagaimana energi dihasilkan di inti Matahari.

Hasil ini juga menunjukkan betapa pesatnya kemajuan teknologi pencarian materi gelap. XENONnT belum menemukan materi gelap, tetapi sensitivitasnya yang terus meningkat mengungkap interaksi partikel langka lainnya. Neutrino Matahari pada akhirnya akan menjadi sumber derau latar yang signifikan dalam pencarian materi gelap, menghadirkan tantangan sekaligus membuka bidang penelitian neutrino yang produktif.