Физики впервые зарегистрировали солнечные нейтрино рекордно низких энергий
Научная коллаборация XENONnT, в которой активное участие принимают ученые из Института Вейцмана, зарегистрировала солнечные нейтрино с рекордно низкой энергией, увидеть эти частицы прежде не удавалось.
Международная группа исследователей на детекторе XENONnT, расположенном в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии на глубине 1400 метров, зафиксировала рассеяние солнечных нейтрино на электронах. Это измерение снизило энергетический порог регистрации до рекордно низкого уровня – около 17 кэВ.
Насколько это ничтожно мало можно увидеть на таком примере: чтобы "услышать" такую частицу нужен детектор, способный различить шорох песчинки на другой стороне поля во время футбольного матча. Ученые построили такой детектор.
Основную часть обнаруженного сигнала составили так называемые pp-нейтрино, возникающие в ходе термоядерных реакций протон-протонного цикла, которые служат главным источником энергии Солнца.
Детектор XENONnT изначально создавался для поиска темной материи и содержит около 5,9 тонн сверхчистого жидкого ксенона. Чтобы зафиксировать столь слабый сигнал солнечных нейтрино с необходимой в физике элементарных частиц достоверностью, ученым потребовалось довести чистоту установки до невероятных значений. Главную сложность представляли фоновые шумы от радиоактивного радона, выделяемого материалами самого детектора. Специалисты разработали сложнейшую криогенную систему, постоянно очищающую ксенон, и дополнительно учли фоновые излучения от изотопов свинца и криптона.
Новый результат расширяет научные возможности установки, превращая XENONnT в один из самых чувствительных мировых детекторов нейтрино. Разработанные технологии закладывают основу для создания обсерваторий следующего поколения.
Профессор Рани Будник из Института Вейцмана отмечает: "Мы вступили в эпоху, когда мы можем видеть вещи, которые раньше были для человека неуловимы, и теперь мы готовимся исследовать то, что нас там ждет, это и вполне ожидаемые процессы, и совершенно неожиданные открытия".