Universitas Coimbra
Penelitian telah mencapai batas terbaik dalam pencarian langsung materi gelap bermassa rendah.
Hal ini dipandang sebagai tonggak sejarah dalam fisika partikel dan sesuatu yang membuka jendela baru dalam studi interior Matahari.
Para ilmuwan mengamati untuk pertama kalinya, interaksi neutrino matahari dengan inti atom. Dan mereka mencapai batas terbaik dalam pencarian langsung materi gelap bermassa rendah.
HAI belajar dilakukan oleh kolaborasi ilmuwan internasional, LUX-ZEPLIN (LZ), yang antara lain termasuk pendiri Laboratorium Instrumentasi dan Fisika Partikel Eksperimental (LIP) Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Coimbra (FCTUC).
Itu dibuat Analisis data terbesar yang pernah diperoleh oleh detektor materi gelap: 417 hari beroperasi efektif, antara Maret 2023 hingga April 2025.
LZ menetapkan batas paling ketat yang diketahui untuk jenis partikel materi gelap WIMP (partikel masif yang berinteraksi secara lemah), khususnya untuk massa di bawah 9 GeV/c².
Tidak ada sinyal langsung dari partikel-partikel ini yang teramati, namun hasil baru ini memperkuat posisi LZ sebagai eksperimen paling sensitif di dunia untuk WIMP dengan massa di atas 5 GeV/c², jelas Universitas Coimbra dalam pernyataan yang dikirim ke ZAP.
Sensitivitas detektor memungkinkan untuk mengamati, untuk pertama kalinya, interaksi neutrino matahari dengan inti atom. Hal ini dicapai melalui proses langka yang dikenal sebagai hamburan neutrino koheren inti-elastis (CEvNS).
Dalam proses ini, yang diamati untuk pertama kalinya pada tahun 2017 menggunakan fluks tinggi neutrino yang dihasilkan dalam reaktor nuklir, neutrino berinteraksi dengan seluruh inti atom, mentransfer sejumlah kecil energi.
Ini adalah pertama kalinya proses ini diamati neutrino matahari dengan signifikansi 4,5 sigma, di atas ambang batas 3 sigma secara tradisional digunakan untuk menganggap observasi sebagai “bukti”.
Eksperimen PandaX-4T dan XENONnT melaporkan bukti proses ini tahun lalu, namun dengan tingkat kepercayaan di bawah 3 sigma.
Ini adalah “bukti” pertama sinyal CEvNS dari neutrino luar bumi.
Ini bukan pertama kalinya neutrino dari Matahari terdeteksi di laboratorium ini. Pada tahun 1960-an dan 1970-an, Raymond Davis Jr. dan John Bahcall mengukur, untuk pertama kalinya, fluks neutrino matahari dengan detektor berukuran 380 m3 di gua yang sama, yang sekarang dikenal sebagai “Gua Davis”. Hasil ini membuat Ray Davis menerima Hadiah Nobel Fisika tahun 2002.
“Kebaruan ini bukan hanya sekedar pendeteksian neutrino matahari, namun juga mekanisme yang sangat halus yang digunakan untuk mengamatinya. Kita berbicara tentang hanya beberapa foton dan elektron per interaksi, yang menunjukkan sensitivitas luar biasa dari detektor LZ”, jelas peneliti Paulo Brás.
