Польські вчені першими у світі зафіксували взаємодію нейтрино і темної матерії

Міжнародна група вчених, очолювана дослідниками з Національного центру ядерних досліджень Польщі, виявила ознаки можливої взаємодії між двома найзагадковішими компонентами Всесвіту — нейтрино і темною матерією. Результати аналізу великих обсягів даних із космологічних спостережень вказують на те, що ці частинки можуть слабо взаємодіяти між собою, що суперечить стандартній моделі космології, де темна матерія вважається повністю «беззіткненнєвою».

Нейтрино — надзвичайно легкі частинки без електричного заряду — утворюються під час наднових спалахів та ядерного синтезу в зорях. Вони майже не взаємодіють з іншими частинками і проходять крізь речовину без перешкод. Темна матерія, яка, за оцінками, становить близько 85% усієї матерії у Всесвіті, також не взаємодіє з видимою матерією, окрім як через гравітацію. Попри це, вчені давно припускали, що між цими двома типами матерії може існувати слабка взаємодія.

Дослідження, проведене під керівництвом Лей Цзу, базується на аналізі даних космічного мікрохвильового фону (CMB), залишків раннього випромінювання після Великого вибуху, коливань баріонної речовини (BAO), а також на спостереженнях з огляду Dark Energy Survey. Моделювання показало, що Всесвіт із слабкою взаємодією між нейтрино і темною матерією краще відповідає сучасній структурі Всесвіту, яку ми бачимо, порівняно з моделями без такої взаємодії.

Ймовірність того, що ефект не є випадковістю, досягла 3 сигма — цього недостатньо для наукової достовірності, але це вже не просто статистичний шум. За словами космолога Елеонори Ді Валентіно з Шеффілдського університету, такий результат може вказувати на те, що стандартна модель потребує коригування. Якщо факт взаємодії підтвердиться, це стане великим проривом у розумінні як структури Всесвіту, так і природи темної матерії.

Науковці визнають, що для підтвердження потрібні нові дослідження та вдосконалені моделі. Як зазначає фізик-теоретик Себастьян Трояновський з Польщі, подальші дослідження потребують виходу за межі звичних наближень у космології частинок. Висновки команди опубліковані в журналі Nature Astronomy.