Ne vemo, kaj je temna snov. Poznamo značilnosti temne snovi in večino njenega obnašanja, zato vemo, katere fizikalne lastnosti mora imeti temna snov, vendar nobena znana snov nima vseh potrebnih značilnosti temne snovi. Tako smo obupani.
Najbližje, kar imamo, so nevtrini. Vzajemno delujejo le šibko z drugo snovjo in ne delujejo močno s svetlobo, zato jih lahko štejemo za obliko temne snovi. Edina težava je, da imajo vse tri znane vrste nevtrinov izjemno majhne mase. Zaradi tega se vrtijo po vesolju s skoraj svetlobno hitrostjo. To pomeni, da so nevtrini oblika 'vroče' temne snovi, tako kot je vroč plin sestavljen iz hitro premikajočih se molekul. Na podlagi opazovanj temne snovi, kot je združevanje galaksij, vemo, da kozmična temna snov mora biti večinoma hladno. Nevtrini lahko sestavljajo majhen del temne snovi, vendar mora biti večina temne snovi nekaj drugega.
Heličnost nevtrinov in anti-nevtrinov. Zasluge: Universe Review
Ker pa so nevtrini tako blizu, da izpolnjujejo lastnosti temne snovi, nekateri znanstveniki trdijo, da je temna snov morda še neodkrita sorta, znana kot sterilni nevtrini. Tako kot drugi elementarni delci imajo nevtrini značilnost, znano kot spiralnost. V bistvu se lahko nevtrino vrti v smeri urinega kazalca vzdolž svoje smeri gibanja (leva spiralnost) ali v nasprotni smeri urinega kazalca vzdolž svojega gibanja (desno). Večina delcev ima lahko obe vrsti spiralnosti, vendar so nevtrini čudni. Vidimo samo levičarske nevtrine in desničarske antinevtrine.
To pomeni, da če obstajajo desničarski nevtrini, ne sodelujejo z običajno snovjo, temveč le z gravitacijo. Tako so 'sterilni'. In če imajo bistveno večjo maso kot običajni nevtrini, bi bili sterilni nevtrini 'hladni' in bi lahko bili rešitev problema temne snovi. To je odlična ideja, vendar se na žalost, kot kaže nova študija, ne zdi resnična.
Ekipa vstavi komoro za časovno projekcijo v kriostat MicroBooNE. Zasluge: Reidar Hahn, Fermilab
Ta nova študija je preučila podatke iz Fermilabovega sodelovanja MicroBooNE. Nevtrine so usmerili v detektor MicroBooNE, da bi videli, kakšne vrste interakcij so se zgodile z običajno snovjo. Prejšnje študije, kot sta eksperiment z detektorjem nevtrinov s tekočim scintilatorjem v Los Alamosu in Fermilabov MiniBooNE, so odkrile več dogodkov, kot predvideva standardni model. Ena možna rešitev te skrivnosti je, da sterilni nevtrini, ki sodelujejo z drugimi nevtrini, ustvarijo presežek elektronov v opazovanih dogodkih. Druga možnost je, da so fotoni v ozadju izkrivljali podatke. Sodelovanje MicroBooNE je dovolj natančno, da si ogledamo katero koli od teh možnosti in presenetljivo izključimo obe možnosti. Podatki izključujejo fotone v ozadju s 95-odstotno zanesljivostjo in sterilne nevtrine z 99-odstotno zanesljivostjo.
Če je prejšnji presežek, viden v MiniBooNE, resničen učinek (in nimamo razloga, da bi sumili, da ni), se dogaja nekaj čudnega. Sterilni nevtrini morda še vedno obstajajo, vendar morajo biti njihove interakcije bolj subtilne, kot predvidevajo modeli. Med običajnimi nevtrini bi lahko prišlo tudi do nekaterih zapletenih interakcij, ki trenutno niso upoštevane v standardnem modelu. Kakorkoli že, razumeti je treba še veliko več in odgovor smo šele začeli osvetliti.
Referenca:Abratenko, P., et al. ' Iskanje sevalnega razpada delta nevtralnega toka, ki ga povzroča nevtrino, v MicroBooNE in prvi preizkus presežka nizke energije MiniBooNE pod hipotezo enega fotona .'arXiv prednatisarXiv: 2110.00409 (2021).