Детектор XENONnT впервые измерил рассеяние низкоэнергетических солнечных нейтрино

Международная коллаборация XENONnT впервые напрямую зарегистрировала рассеяние низкоэнергетических солнечных нейтрино на электронах атомов ксенона. Результаты, опубликованные в сентябре 2026 года, представляют первое прямое измерение нейтрино борного и других солнечных компонентов в энергетическом диапазоне, прежде недостижимом для жидкоксеноновых детекторов.

Солнечные нейтрино и зачем их измерять

Солнце непрерывно производит нейтрино в ходе термоядерных реакций в ядре. Измерение потока и энергетического спектра солнечных нейтрино позволяет «заглянуть» в центр Солнца и проверить стандартную солнечную модель. Кроме того, нейтринные взаимодействия чувствительны к физике за пределами Стандартной модели элементарных частиц: аномальный магнитный момент нейтрино, нестандартные взаимодействия, новые частицы.

Низкоэнергетические нейтрино (ниже нескольких МэВ) особенно ценны: они несут информацию о слабых процессах, труднодоступных другими методами. Однако именно в низкоэнергетической области традиционные детекторы «ослепляются» фоновыми сигналами.

Детектор XENONnT и достигнутый предел

XENONnT расположен в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Активная масса жидкого ксенона составляет около трёх тонн. Экстремальная радиочистота материалов и ультранизкий фоновый уровень позволили достичь чувствительности, необходимой для регистрации редчайших событий.

В новом анализе авторы выделили из данных сигнал рассеяния нейтрино pp-цепочки и нейтрино от распада ⁷Be — двух основных компонентов солнечного потока — на электронах. Измеренные скорости счёта согласуются со стандартной солнечной моделью, а статистическая значимость превысила 5σ.

Ключевые данные:

• Измеренный поток нейтрино pp-цепочки соответствует предсказаниям в пределах погрешностей;
• Получены новые ограничения на нестандартные нейтрино-электронные взаимодействия — одни из лучших в мире для данного энергетического диапазона;
• Чувствительность XENONnT приближается к так называемому «нейтринному полу» — уровню, ниже которого нейтринный фон будет маскировать сигналы тёмной материи в будущих экспериментах.

Значение для поиска тёмной материи

Читайте также по теме: нейтринном следе миллиардов сверхновых.

Результат имеет важное следствие для программ поиска тёмной материи: XENONnT подошёл к порогу нейтринного фона, который станет принципиальным ограничением для следующего поколения экспериментов. Точное знание этого фона — именно то, что даёт новое измерение, — необходимо для его правильного вычитания при будущих поисках.