Физики из Технического университета Лиссабона (Португалия) и Оксфордского университета (Великобритания) рассмотрели возможность обнаружения тёмной материи по изменению плотности потока испускаемых Солнцем нейтрино ν.

В новой работе обсуждаются привычные для теоретиков слабовзаимодействующие массивные частицы (вимпы) — наиболее вероятные кандидаты на роль составляющих тёмной материи — в нижнем диапазоне их возможных масс (5–50 ГэВ). После гравитационного захвата Солнцем такие частицы, как считается, должны смещаться в его центральную область. Следствием этого будет некоторое уменьшение температуры «ядра» звезды.

Солнечные нейтрино образуются в ядерных реакциях, протекающих на небольшом расстоянии от центра светила. Реакция ⁸B → ⁸Be* + e⁺ + ν_e, к примеру, проходит на удалении, составляющем четыре процента от радиуса Солнца, а реакция p + p → ²Н + e⁺ + ν_e, дающая основной выход нейтрино, — на расстоянии, равном десятой доле радиуса. Плотность потока солнечных нейтрино, образующихся тем или иным способом, сильно зависит от температуры, причём каждая реакция имеет свой вид зависимости.

Эти закономерности и лежат в основе оригинальной экспериментальной методики. Физики предлагают измерять плотность потока частиц солнечного происхождения, отделять разные их «сорта» друг от друга (здесь учёным помогает то, что реакции дают характерные энергетические спектры нейтрино) и искать отклонения от значений, вычисленных без учёта тёмной материи. По данным авторов, присутствие в недрах Солнца вимпов может увеличить плотность потока ⁸B-нейтрино на 30% и снизить этот показатель для частиц, образующихся в протон-протонной реакции, на 2%.

Полученные результаты в целом соответствуют тем, что были представлены в другой недавней работе, которая готовится к публикации в журнале Physical Review D.

Пока, впрочем, никаких аномалий экспериментаторы не наблюдают: Джанпаоло Беллини (Gianpaolo Bellini), работающий с детектором солнечных нейтрино Borexino в итальянской Национальной лаборатории Гран-Сассо, заявляет, что данные опыта хорошо согласуются с расчётами. Отклонение оцениваемой по потоку нейтрино температуры от теоретического значения также, разумеется, не станет строгим доказательством существования тёмной материи, поскольку расхождения всегда можно объяснить недостаточной точностью современных моделей Солнца.