A neutrínóköd a sötét anyag után vadászó kutatók 'ellenfele', az a jelenség, ami akadályt gördíthet a sötét anyag egyértelmű detektálásának útjába. "Az úgynevezett neutrínóköd a nyílt sötétanyag-paraméterek terének azon tartományára utal, ahol a neutrínó háttér potenciálisan megakadályozhatja, hogy a sötét anyag jeleinek felfedezését döntő módon kijelenthessük." - fogalmaznak ausztrál kutatók tavaly megjelent tanulmányukban a jelenséggel kapcsolatban.

A problémát az jelenti, hogy a sötét anyag detektálásához mindenképpen szükséges a zavaró zajok kiszűrése, mivel a sötét anyag szinte láthatatlan, azaz az elektromágneses sugárzás hiánya miatt nehéz érzékelni, lényegében csak a látható anyagra gyakorolt hatása alapján lehet következtetni a jelenlétére. A sötét anyag részecskéi nagyon ritkán ütközhetnek más részecskékkel és ezeket a ritka interakciókat speciális körülmények között próbálják elősegíteni, illetve az érzékelésüket zavartalanná tenni a kutatók. A sötét anyag kutatások gyakran zajlanak föld alatt épült létesítményekben, ahol nem csak az emberi tevékenységek által okozott zavaró hatások, hanem a kozmikus háttérsugárzás is jobban redukálható.

Az egyik ígéretes jelölt a hipotetikus, bár a fizikusok által általában valódinak tartott sötét anyag szerepére a WIMP (Weakly Interacting Massive Particle),

ami a Kaliforniai Egyetem professzorának, Hugh Lippincottnak elmondása szerint képes gravitációsan kölcsönhatásba lépni (mivel van tömege), de más tekintetben nagyon gyengén hat a részecskékre. A WIMP kutatásokhoz a föld alatti laboratóriumokban hatalmas, folyékony xenonnal teli tartályokat használnak, amelyekben a xenonatomokkal ütköző sötét anyag részecskéket a felvillanások és a felszabaduló elektronok alapján detektálják.

A méréseket sok minden befolyásolhatja és a sötét anyagnak minden elővigyázatosság ellenére komplikált érzékelni a jelenlétét, mert a hatások, köztük akár a berendezésekhez használt anyagok természetes sugárzása is könnyen elfedheti az interakciókat. Ezeknek kiküszöbölésén dolgoznak ugyan a kutatók, de egy titokzatos jelenség, a neutrínóköd útját állhatja a kutatásoknak. Egyes fizikusok szerint a neutrínóköd által képviselt egzisztenciális fenyegetettség valószínűleg túlértékelt, de az bizonyos, hogy befolyásolja a sötét anyaggal kapcsolatos munkákat.

A neutrínóköd kifejezés a szellemrészecskék, neutrínók hatását takarja,

amelyek többek között a Napból származnak és rendkívül kis méretűek, nem rendelkeznek töltéssel, tömegük pedig elhanyagolható nagyságú, így a sötét anyaghoz hasonlóan nagyon ritkán lépnek interakcióba más részecskékkel, majdnem szabadon áramolnak át mindenen, az emberi testen is.

A xenonra alapozott kísérletekben az APS Physics (Amerikai Fizikai Társaság) leírása szerint a WIMP és a neutrínók nagyon hasonló reakciókat eredményeznek, ami megnehezíti a sötét anyag jeleinek egyértelmű észlelését. A neutrínóköd emiatt nem kívánatos jelenség a kísérletek számára, most azonban két, egymástól független projekt, a kínai PandaX-4T és az olasz XENONnT kutatói is beszámoltak a Napból érkező neutrínók megfigyeléséről. Az elemzések arra utalnak, hogy a neutrínók a boron-8 radioaktív bétabomlásából származnak és a jeleket gépi tanulási rendszer alkalmazásával izolálták más típusú háttérzajok közül.

A jelek érzékelése bizonyos szempontból pozitívum a kísérletekben, mivel a mérések rendkívüli érzékenységét demonstrálják, ami előnyt jelent a sötét anyag kutatásában is, másfelől viszont negatívum a neutrínók zavaró befolyása miatt. A szakértők mindenesetre nagyon valószínűnek tartják, hogy a PandaX-4T és a XENONnT valóban a neutrínóködöt találta meg. A mostaniaknál érzékenyebb következő generációs berendezések számára ez nehézséget okozhat, de vannak lehetőségek a Napból származó neutrínók és a WIMP megkülönböztetésére, ezért a sötét anyag utáni hajsza folytatódhat a jövőben is.

(Fotó: PandaX-4T)