חלקיקי שמש נמדדו באנרגיה הנמוכה ביותר עד היום

בכל שנייה עוברים דרך כל סנטימטר רבוע של כדור הארץ, וגם דרך הגוף שלנו, עשרות מיליארדי נייטרינו שנוצרו בשמש, כמעט בלי להשפיע על דבר. דווקא בגלל זה קשה כל כך לזהות אותם. ב 13 בספטמבר 2026 הודיע שיתוף הפעולה הבינלאומי XENON על תצפית ראשונה בנייטרינו שמש באנרגיה נמוכה במיוחד, שמתנגשים באלקטרונים בגלאי XENONnT. המדידה מורידה את סף ההתבוננות הישירה אל כ 17 קילו אלקטרון וולט, הסף הנמוך ביותר שהושג עד היום.

שיתוף הפעולה, שמחפש חומר אפל מאז 2006, כולל חוקרים מ 30 מוסדות ברחבי העולם, ובהם קבוצתו של פרופ׳ רני בודניק מהמחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה במכון ויצמן. האות שנמדד נובע בעיקר מנייטרינו מסוג pp, שנוצרים בתגובות היתוך של פרוטונים, אלה שמניעות את השמש, והם רוב רובה של פליטת הנייטרינו שלה.

הגלאי שוכן באיטליה, במעבדה הלאומית של גראן סאסו, 1,400 מטרים מתחת להר. בלבו תא של 5.9 טון קסנון נוזלי טהור במיוחד, ומסביבו גלאי מים שמזהים ודוחים קרניים קוסמיות. כשחלקיק פוגע בקסנון נוצרים הבזקי אור ואותות יינון זעירים, והחוקרים משחזרים מהם מה קרה. הצוות דיווח על רמת מובהקות של 5 סיגמא, הרף המקובל בפיזיקת חלקיקים כדי לטעון לגילוי.

האתגר המרכזי היה רעש רקע, במיוחד רדון רדיואקטיבי שמשתחרר ללא הרף מחומרי הגלאי. השיתוף פיתח לאורך שנים טכניקות לדיכוי הרקע, בהן סינון חומרים ומערכת זיקוק קריוגנית שמסירה רדון מהקסנון באופן רציף. לא רק להקטין את הרקע נדרש, אלא למדוד כל רכיב בו בדיוק.

פרופ׳ אלנה אפרילה מאוניברסיטת קולומביה, דוברת שיתוף הפעולה, אמרה שההישג מראה איך התקדמות שנועדה לחפש חומר אפל פותחת חלונות חדשים ליקום. בודניק ציין שהמדידה נולדה מרגישות יוצאת דופן וממעט רקע שהושגו בחיפוש אחר חומר אפל, ושפיזיקה של אירועים נדירים, ובהם נייטרינו, הופכת גם למטרה מדעית בפני עצמה. הטכנולוגיות שפותחו מניחות יסוד לדור הבא של מצפי קסנון נוזלי, כמו הניסוי המתוכנן XLZD, שמסתו גדולה פי סדר גודל מזו של XENONnT.