ბნელი მატერიის დეტექტორმა რეკორდულად სუსტი ნეიტრინოები დააფიქსირა

ბნელი მატერიის საძიებლად შექმნილმა დეტექტორმა ყველაზე სუსტი ნეიტრინოები დააფიქსირა, რაც კი ოდესმე ჩაუწერიათ. ორშაბათს XENON-ის კოლაბორაციამ განაცხადა, რომ მათმა ექსპერიმენტმა XENONnT, რომელიც იტალიაში, გრან სასოს მთის 1400 მეტრის სიღრმეშია განთავსებული, პირველად დააფიქსირა დაბალი ენერგიის მზის ნეიტრინოების ელექტრონებთან შეჯახება. ამით ნეიტრინოების ენერგიის ზღვარი დაახლოებით 17 კევ-მდე დაიწია, რაც ყველაზე დაბალი მაჩვენებელია.interactions+1

შედეგს აქვს 5 სიგმას სტატისტიკური სანდოობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი შემთხვევითობის ალბათობა მილიონში ერთზე ნაკლებია. დაფიქსირებული სიგნალი ძირითადად შედგება ე.წ. pp ნეიტრინოებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება პროტონ-პროტონული შერწყმის რეაქციების შედეგად, რაც მზის ენერგიის წყაროა და მისი ნეიტრინოების გამოსხივების უდიდეს ნაწილს შეადგენს.scientificamerican+1

ბნელი მატერიის დეტექტორი, როგორც ნეიტრინოების ობსერვატორია

XENONnT შეიქმნა სუსტად მოქმედი მასიური ნაწილაკების (WIMPs) საძიებლად, რომლებიც ბნელი მატერიის მთავარ კანდიდატებად ითვლებიან და, სავარაუდოდ, სამყაროს მატერიის 85 პროცენტს შეადგენენ. ექსპერიმენტის ცენტრში არის ორფაზიანი ქსენონის დროითი პროექციის კამერა, რომელიც შეიცავს 5.9 ტონა ულტრასუფთა თხევად ქსენონს და შეუძლია დააფიქსიროს სინათლისა და იონიზაციის მცირე ციმციმები, რომლებიც ნაწილაკების სამიზნესთან ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება.interactions+1

ათწლეულების განმავლობაში დახვეწის შემდეგ, XENON-ის გუნდმა რადიოაქტიური რადონისა და სხვა დამაბინძურებლებისგან მომდინარე ფონური ხმაური უპრეცედენტო დონემდე შეამცირა. ეს უკიდურესი მგრძნობელობა, რომელიც თავდაპირველად ბნელი მატერიის აღმოსაჩენად იყო განკუთვნილი, საკმარისი აღმოჩნდა მზის ნეიტრინოების სუსტი შეჯახებების დასაფიქსირებლად, რაც აქამდე არცერთ ხელსაწყოს არ შეეძლო.interactions

"ეს არის მნიშვნელოვანი ეტაპი დაბალი ენერგიის ნეიტრინოების ფიზიკის განვითარებისთვის," – განაცხადა ნაგოიას უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა მასატოში კობაიაშიმ, რომელიც კვლევის თანახელმძღვანელი იყო, როგორც ამას Scientific American ციტირებს.scientificamerican

ნეიტრინოების ნისლი ახლოვდება

ეს მიღწევა ეფუძნება XENONnT-ის მიერ 2024 წელს დაფიქსირებულ უფრო მაღალი ენერგიის მქონე მზის ბორ-8 ნეიტრინოების კოჰერენტულ ელასტიურ გაბნევას. ეს შედეგები ადასტურებს, რომ დეტექტორი მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე მგრძნობიარე ობსერვატორიაა იშვიათი, დაბალი ენერგიის ნაწილაკების ურთიერთქმედების შესასწავლად.link.aps+2

თუმცა, ეს ეტაპი ბნელი მატერიის მონადირეებისთვის საგანგაშო მინიშნებასაც შეიცავს. რაც უფრო მგრძნობიარე ხდება დეტექტორები, მზის ნეიტრინოები უფრო მეტად დაფარავს მათ მონაცემებს და შექმნის ფონს, რომელსაც მკვლევრები "ნეიტრინოების ნისლს" უწოდებენ. "ეს შედეგი გვიჩვენებს, რომ ჩვენ ნამდვილად მივაღწიეთ ნეიტრინოების ეკვივალენტურ ფონურ დონეს," – განუცხადა კობაიაშიმ Scientific American-ს.scientificamerican

XENON-ის კოლაბორაციამ განაცხადა, რომ XENONnT-ისთვის შემუშავებული ტექნოლოგიები საფუძველს უყრის XLZD-ს, შემდეგი თაობის თხევადი ქსენონის ობსერვატორიას, რომლის სამიზნე მასა ათჯერ მეტი იქნება და მიზნად ისახავს ბნელი მატერიის მიმართ მგრძნობელობის გაზრდას და მზის ნეიტრინოების უფრო ზუსტ გაზომვას.interactions

"ეს არის ძლიერი ნიშანი იმისა, თუ რამდენად დაიხვეწა ეს ტექნოლოგია," – თქვა ჩიკაგოს უნივერსიტეტის პროფესორმა და კოლაბორაციის წევრმა ლუკა გრანდიმ.scientificamerican