30 Нейтрино, що виходять від Сонця, можуть приховувати сигнали від темної матерії, припускають дослідники. Це може ускладнювати її виявлення.
Два експерименти з пошуку темної матерії виявили нейтринний туман – щільну хмару нейтрино, яка, мабуть, виходить від Сонця. Про це відкриття повідомляють дослідники з XENON і PandaX – двох наукових експериментів, що працюють незалежно в Італії та Китаї відповідно.
Нейтрино – маленькі, беззарядні та майже безмасові субатомні частинки, які або взагалі не взаємодіють із матерією, або взаємодіють дуже слабко. Зазвичай їх фіксують за допомогою когерентного пружного розсіювання нейтрино на ядрі (CEvNS) – процесу, в якому нейтрино взаємодіють з усім ядром, а не тільки з протоном або електроном. Але, як виявилося, детектори темної матерії теж можуть їх виявляти.
Експерименти PandaX і XENON намагаються зафіксувати можливу частинку темної матерії – гіпотетичну слабко взаємодієву частинку вімп. Вчені використовують гігантські резервуари очищеного й ультрахолодного рідкого ксенону. Якщо вімп випадково зіткнеться з ядром ксенону, це спричинить сигнал, який можна виявити, у формі фотонів або електронів.
Однак високоенергетичне нейтрино може виробляти сигнал, який напрочуд схожий на вімп. Дослідники давно передбачали, що такі сигнали можуть являти собою туман, який може маскувати потенційний сигнал від кандидатів темної матерії в певному просторі параметрів. Але тільки тепер експерименти досягли достатньої точності, щоб спостерігати цей туман.
Під час дослідження вчені проаналізували дані експериментів за два роки. Їхній аналіз виявив сигнали CEvNS від радіоактивного бета-розпаду Бора-8 в ядрі Сонця. Команда XENON повідомила про 11 сигналів, а PandaX ідентифікувала 75 сигналів. Однак статистична достовірність для обох експериментів майже однакова: 2,64 сигма (для PandaX) і 2,73 сигма (для XENON).
Хоча виявлення нейтринного туману важливе досягнення, наявність щільних нейтринних хмар навколо темної матерії ускладнює пошуки невловимої темної матерії. Проте дослідники вважають, що це обмеження можна буде подолати.
Дослідники вже розробляють стратегії для пом’якшення такого впливу. Наприклад, шляхом додавання спрямованої чутливості до виявлення: сонячні нейтрино виходять від Сонця, в той час як “вітер” частинок темної матерії, як очікується, буде дмухати з напряму, який визначається рухом Сонячної системи щодо гало темної матерії, що оточує нашу Галактику.
