Un detector de materie întunecată stabilește un record pentru măsurarea neutrinilor solari la cele mai joase energii

Un detector construit pentru a căuta materie întunecată a măsurat neutrini solari la energii mai joase decât orice experiment anterior. Instrumentul XENONnT a extins observațiile directe până la energii ale neutrinilor de aproximativ 17 kiloelectronvolți, dezvăluind un semnal dominat de particule create în reacțiile de fuziune care alimentează Soarele.

Aflat la 1.400 de metri sub masivul Gran Sasso din Italia, detectorul conține 5,9 tone de xenon lichid de înaltă puritate. În rare ocazii, un neutrino care îl traversează lovește un electron din xenon, producând mici impulsuri luminoase și semnale electrice. Cercetătorii au redus și au măsurat cu atenție interferențele provenite din surse radioactive precum radonul, plumbul și kriptonul, ceea ce a permis semnalului solar slab să atingă pragul statistic de cinci sigma, folosit în mod convențional pentru a anunța o descoperire în fizica particulelor.

Acești neutrini proton-proton, sau pp, sunt produși în primele etape ale principalului lanț de fuziune al Soarelui. Măsurători mai precise ale fluxului lor ar putea, prin urmare, să testeze cât de bine înțeleg oamenii de știință modul în care este generată energia în nucleul solar.

Rezultatul arată și cât de mult a avansat tehnologia pentru detectarea materiei întunecate. XENONnT nu a descoperit încă materie întunecată, dar sensibilitatea sa tot mai mare dezvăluie alte interacțiuni rare ale particulelor. Neutrinii solari vor deveni, în cele din urmă, o sursă importantă de zgomot de fond în căutarea materiei întunecate, creând o provocare, dar deschizând totodată un domeniu fertil pentru cercetarea neutrinilor.