Наука5 декември 2024

Физиците откриват призрачни частици в експеримент с тъмна материя

Хипотезата е, че тъмната материя може да е заобиколена от плътни облаци от неутрино

изображение: iStock

Най-често срещаните частици във Вселената са неутрино. Това са малки елементарни частици, които нямат заряд и почти никаква маса, които или изобщо не взаимодействат с материята, или го правят много слабо. Те могат да преминат през всеки обект по такъв начин, че да са почти неоткриваеми. Ето защо ги наричат призрачни частици. За първи път физици, работещи с детектора за тъмна материя XENON в Италия и подобно устройство, наречено PandaX в Китай, откриха неутрино мъгла или плътен облак от неутрино. Резултатите от две проучвания са публикувани в списанието Physical Review Letters, пише Interesting Engineering.

Тези частици се откриват от детектори чрез процес, при който неутриното взаимодейства с цялото ядро на атома, а не само с протон или електрон. Този процес разпределя енергията на неутриното равномерно в цялото атомно ядро, карайки го да отскача. След това учените измерват енергията, идваща от този процес, за да открият наличието на неутрино. По-специално, това се отнася за неутрино, произведени от Слънцето.

Въпреки че това е голямо постижение, наличието на плътни облаци неутрино около тъмната материя усложнява търсенето на мистериозната и неуловима тъмна материя. Това е така, защото самите неутрино са трудни за откриване. Тъй като неутриното създават облаци, които са изобилни във Вселената, това може да създаде фонов шум. И опитите за намиране на частици от тъмна материя може да са обречени на провал.

Например, по време на експерименти, търсещи тъмна материя, особено чрез издирване на редки взаимодействия с атомни ядра, неутриното в мъглата може да произведе сигнали, които приличат на тези от взаимодействията на тъмната материя. Става много трудно да се разграничат различните сигнали.

Но физиците смятат, че мъглата от неутрино не е твърде голяма заплаха за търсенето на тъмна материя и че успехът ще бъде възможен при разделянето на различните сигнали от неутрино и от частици от неуловимата материя.