Детекторы тёмной материи — это, по сути, микрофоны невероятной чуткости, способные расслышать шёпот в грохоте рок-концерта. Их задача — уловить редкие толчки от гипотетических частиц тёмной материи, которые, как полагают, изредка сталкиваются с ядрами обычного вещества. Однако в новом исследовании учёные перенастроили эти микрофоны на иной «звук» — слабый «шелест» солнечных нейтрино. Нейтрино — это частицы-призраки, почти не взаимодействующие с веществом: они беспрепятственно проходят сквозь всё, и каждую секунду через ваш ноготь пролетает порядка ста миллиардов таких «призраков», а вы не ощущаете ровным счётом ничего. Но если обычные нейтрино, скажем, от ядерных реакторов, относительно «громкие», то здешние, рождённые термоядерным теплом Солнца, — почти беззвучные: их энергия в тысячу раз меньше, что делает регистрацию исключительно сложной.
Механизм регистрации таков: когда низкоэнергетическое солнечное нейтрино всё же задевает электрон в атоме ксенона, оно передаёт ему ничтожную часть своей энергии. Этот «толчок» выбивает электрон, и тот, двигаясь в жидком ксеноне, создаёт микроскопический след из возбуждённых атомов. Детектор улавливает этот трепет — будто крошечная мембрана колыхнулась от дуновения, — преобразуя его в электрический сигнал. Пока статистически значимый сигнал не пойман: фон от естественной радиоактивности и других нейтринных потоков всё ещё маскирует искомые события, но уже ясно: те же приборы, что ищут невидимое вещество Вселенной, способны заглянуть в пылающее сердце звезды. Ирония в том, что машина для охоты на самую таинственную субстанцию теперь может рассказать, как кипит обычная солнечная плазма, предоставляя данные для гелиосейсмологии — метода, который по частотам нейтринных «нот» восстанавливает температуру и плотность в ядре Солнца. Новое поколение микрофонов, с увеличенной массой ксенона и сниженным уровнем шумов, сделает эту картину чёткой, возможно, открыв путь к рутинному мониторингу термоядерных процессов в нашей звезде.
Нейтрино покидают недра Солнца за пару секунд, а вот свет, который мы видим, пробивается оттуда десятки тысяч лет.