Нейтринный туман: новая помеха в поисках темной материи?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Погоня за темной материей — одна из самых захватывающих и сложных задач современной физики. Ученые, словно сыщики, идут по еле заметным следам, пытаясь выследить неуловимую субстанцию, составляющую, по предположениям, значительную часть Вселенной. Но как будто мало существующих трудностей, на пути исследователей может возникнуть еще одно препятствие — «нейтринный туман».

Темная материя, эта загадочная составляющая космоса, не взаимодействует со светом, проявляя себя лишь гравитационно. Для ее обнаружения физики используют изощренные детекторы, размещенные глубоко под землей, защищенные от потока космических лучей километрами горных пород. Идея проста: вимпы (слабо взаимодействующие массивные частицы) — главные кандидаты на роль частиц темной материи — должны, хоть и крайне редко, сталкиваться с ядрами обычных атомов. Регистрация этих столкновений и есть цель экспериментов.

Нейтринный детектор, вольная интерпретация
Нейтринный детектор, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Одним из перспективных методов является использование детекторов, заполненных жидким ксеноном. Однако нейтрино, рождающиеся в недрах Солнца, также способны достигать этих подземных лабораторий и взаимодействовать с ксеноном, создавая фон, который может быть ошибочно принят за сигнал от темной материи. Этот фон и называют «нейтринным туманом».

Недавние результаты экспериментов PandaX-4T (Китай) и XENONnT (Италия) указывают на возможное проявление этого эффекта. Оба эксперимента зафиксировали события, которые могут быть интерпретированы как рассеяние солнечных нейтрино на ядрах ксенона. Хотя статистическая значимость этих результатов пока недостаточна для однозначного утверждения об открытии, они вызывают серьезный интерес и заставляют задуматься о влиянии «нейтринного тумана» на дальнейшие поиски темной материи.

Неотслеженные данные US2 в пределах (черный) и за пределами (серый) FV. Пурпурные и синие круги соответствуют круговым срезам ФВ в Run0 и Run1, соответственно, а зеленый круг представляет собой дополнительный цилиндрический срез в Run1 из-за дисфункциональных ПМТ.
Неотслеженные данные US2 в пределах (черный) и за пределами (серый) FV. Пурпурные и синие круги соответствуют круговым срезам ФВ в Run0 и Run1, соответственно, а зеленый круг представляет собой дополнительный цилиндрический срез в Run1 из-за дисфункциональных ПМТ.
Автор: Zihao Bo et al. (PandaX Collaboration) Источник: journals.aps.org

Интересно, что оба эксперимента используют жидкий ксенон, но отличаются глубиной расположения и чувствительностью. PandaX-4T, расположенный глубже, зарегистрировал больше событий, но столкнулся с более высоким уровнем фонового шума. XENONnT, хоть и менее «зашумлен», показал меньшую статистику событий.

Ключевым процессом, ответственным за возникновение «нейтринного тумана», является когерентное упругое рассеяние нейтрино на ядрах (CEνNS). В этом процессе нейтрино взаимодействует не с отдельными протонами или нейтронами ядра, а с ядром как целым. Этот эффект был предсказан теоретически и экспериментально подтвержден на ускорителях, но его наблюдение для нейтрино низких энергий, таких как солнечные, представляет значительную сложность.

График US2 в Run0 и Run1 в пересчете на количество ионизированных электронов против ширины, наложенный на контуры катода (зеленый), MD (желтый) и в ROI (пурпурный пунктир). Заштрихованная серым цветом область обозначает зону обзора. На верхней и правой панелях показаны одномерные проекции в и ширины, с суммированными наилучшими вкладами от катода (зеленый), МД (желтый) и (пурпурный). Пунктирные пурпурные кривые (без суммирования) представляют собой наилучшие распределения.
График US2 в Run0 и Run1 в пересчете на количество ионизированных электронов против ширины, наложенный на контуры катода (зеленый), MD (желтый) и в ROI (пурпурный пунктир). Заштрихованная серым цветом область обозначает зону обзора. На верхней и правой панелях показаны одномерные проекции в и ширины, с суммированными наилучшими вкладами от катода (зеленый), МД (желтый) и (пурпурный). Пунктирные пурпурные кривые (без суммирования) представляют собой наилучшие распределения.
Автор: Zihao Bo et al. (PandaX Collaboration) Источник: journals.aps.org

Таким образом, «нейтринный туман», порождаемый солнечными нейтрино, может стать серьезной помехой в поисках темной материи. Физикам предстоит разработать новые методы анализа данных, чтобы отделить сигнал от вимпов от фона, создаваемого нейтрино. Это открывает новые горизонты в изучении как темной материи, так и самих нейтрино, этих загадочных «призрачных частиц» Вселенной. Дальнейшие эксперименты и усовершенствование детекторов помогут пролить свет на эти фундаментальные вопросы современной физики.

21 комментарий

Добавить комментарий

S
Плохому танцору и яйца мешают (tm)
HET
«Наука через призму времени» — знатная помойка для хранения бессмысленных текстов.
Не лучше ли трудится, чем забивать интернет этими помоями?
М
Интересно. А чего вы постеснялись дать название «российского научного журнала»? Про который никто не знает и про который можно прочесть только на сайте «журнала»? Который не упоминается даже в российской Википедии. «Журнал», не имеющий печатный версии, перевода на иностранные языки, «журнал», существующий за счёт авторов публикаций (публикации в журнале платные). «Журнал», в котором рецензирование поступающих статей — внутреннее. Т.е. редакция сама решает, публиковать статью или нет. Поскольку авторы платят, то трудно говорить об объективности. А о профессионализме «экспертов» вообще нельзя говорить: журнал вообще обо всей науке, а экспертов, знающих ВСЁ, не бывает.
Также добавлю, что автор комментария Евгений Тихомиров, сообщивший, что «тёмная материя найдена, смотрите, мол, статьи какие-то в „российском журнале“», сам является автором всех упомянутых «статей».
1
Вы бы школьную программу осилили с дипломом, а не справкой, для начала. И пафоса поукавить бы вам, бездарю… А то выглядите клоуном. Не надо так, пожалуйста.
a
Нейтрино материя представляет собою семейство ансамблей материи из канонического ряда материи электрино и позитрино, из феноменологии мейнстрима, отличного от принятого из мира фотона.
a
Нейтрино материя представляет собою семейство ансамблей материи из канонического ряда материи электрино и позитрино, из феноменологии мейнстрима, отличного от принятого из мира фотона.

И вообще, какой там туман?
И что ещё за нейтрино?
1962 Саката (Sakata Shoichi): нейтрино неисчерпаем, как и атом…
a
А о электрино и позитрино ничего не знаете?
a
А жаль, могли бы погуглить… Узнали бы красоту мироздания…
a
Это мои открытия, смотрите vixra.ofg, гуглите… https://vixra.org/pdf/2205.0114v1.pdf
a
Комментировать не нужно…
Это практики, а не теория… Феноменология современного мейнстрима ограничена миром фотона…
Мой мейнстрим неограничен даже миром фотино, миром неофотино, миром нео0фотино,…
a
Комментировать не нужно… раз у вас есть ужас и вы не являетесь коллегой, и не воспринимаете предложенный файл… невидимая материя и есть электрино и позитрино, а их можно увидеть с помощью только фотино, неофотино и другими, из этого ряда канонического феноменологии, отражающей природу, материями ...
Это практики, а не теория… Феноменология современного мейнстрима ограничена миром фотона…
Мой мейнстрим неограничен даже миром фотино, миром неофотино, миром нео0фотино,…
a
Материя это есть электрино, позитрино, фотино, неофотино, неоэлектрино, неопозитрино,… неоNфотино, неоNпозитрино, неоNэлектрино, — где N есть 0, 1, 2, ..., N.
a
Ответа нет… А за что +1?
a
Не плюса, не Иванова мне не видно… отсылает к индейцам меня…
E
Из коментов узнал больше чем из курса физики в универе, обожаю хобот, пойду завтракать хлопьями глюонных кварков с антимолоком.
1
Конечно, когда 2 пациента с бредом изобретательсива встречаются, и не такое может произойти 😮‍💨
a
Жаль, что не догоняете, как на своём собственном сайте комментируете здесь, но изолированы от мира…
А надеялся обнаружить коллегу с пониманием, по понятиям с понятием… аксиом и постулатов…
Хотя бы любознательность, коллега включит в мировоззрении своём… диалоги по существу, по элементарным шагам, последовательно…
Диалектика…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

7300 лет назад супервулкан засыпал Японию пеплом. Почему одни племена вымерли, а другие пережили демографический скачок

Около 7300 лет назад в Восточно-Китайском море, всего в тридцати километрах к югу от японского острова Кюсю, проснулся подводный вулкан Кикай. Это извержение получило в науке двойное имя...

Лось способен нырять за кормом на несколько метров: зачем сухопутному гиганту подводная жизнь

Лось кажется животным, которому вода нужна разве что для питья и спасения от жары. Высокие ноги, тяжёлое тело, огромная голова — всё в нём будто рассчитано на болота и лесные просеки, но...

Ракетная Tesla полетела, а также развитие ситуации с датацентрами в РФ: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: ЦОДы Судного дня в России, Генпрокуратура отступилась от Freedom Holding, Нобелевка по экономике...

Обзор контроллера XPpen Pilot Pro: как им манипулировать?

Я думал что он поможет мне быстрее работать в Lightroom, но чуда не случилось. Инструмент удобный, но полностью заменить клавиатуру не получится. Да этого никто и не обещал. Хотя некоторые удобства...

Все знают, что спорт полезен, но почему именно? Как тренировки меняют обмен веществ и ДНК в 22 органах тела

О том, что физическая активность полезна для здоровья, известно давно. Многочисленные медицинские наблюдения показывают, что регулярные тренировки укрепляют защиту организма от болезней, ускоряют...