ГАЛЛИЕВАЯ АНОМАЛИЯ ПРОВЕРЕНА С ПОМОЩЬЮ СОЛНЦА

Галлий-71 может поглотить электронное нейтрино и превратиться в германий-71, испустив электрон. Соберите немногочисленные атомы германия, образовавшиеся в галлии, пересчитайте их — и вы измерили поток нейтрино. Именно так детекторы SAGE и Gallex/GNO наблюдали Солнце.

Чтобы проверить эти детекторы, физики также облучали их искусственными источниками нейтрино — очень интенсивными образцами радиоактивных хрома-51 и аргона-37. Атомов германия оказалось мало. Первые эксперименты на это намекали, но вопроса не решали. Затем эксперимент BEST с источником хрома-51 активностью 3,5 мегакюри, помещённым внутрь двух вложенных зон с жидким металлическим галлием, это подтвердил.

Не хватает двадцати процентов

BEST задумывался как эксперимент по осцилляциям на коротких расстояниях — чтобы проверить, могут ли недостачу объяснить стерильные нейтрино, смешивающиеся с обычными электронными. Скорости захвата никакой зависимости от расстояния не показали. Вместе шесть измерений с источниками — 0,97, 0,81, 0,97, 0,83, 0,81 и 0,78 от ожидаемой скорости — подтверждают заниженную скорость на уровне более 4 сигм; общее отношение составляет 0,817. Это и есть галлиевая аномалия.

Ожидаемая скорость опирается на сечение — вероятность того, что галлий захватит нейтрино. Его выводят из обратной реакции — радиоактивного распада германия-71 путём электронного захвата, период полураспада которого (11,465 суток) и энергия известны точно. Один из шагов этого вывода рассматривает электрон и ядро по отдельности — это «факторизация». В 2026 году Кадедду и коллеги утверждали в Physical Review Letters, что этот шаг может не работать и что истинное сечение может быть на 20% меньше. Стивен Эллиотт из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Хэмиш Робертсон из Вашингтонского университета настроены скептически: факторизация воспроизводит измерения для многих ядер с точностью около 1%, за одним известным исключением — натрием-22, где расхождение около 10%. «Нарушение факторизации на уровне 20% было бы поэтому очень удивительным».

Источник, который никто не строил

Поэтому авторы воспользовались источником нейтрино, откалиброванным независимо от галлия, — Солнцем. Его нейтринный поток теперь измеряют на Земле через фундаментальные реакции Стандартной модели: рассеяние нейтрино на электронах в детекторе Borexino и расщепление ядер дейтерия в SNO. Ничто из этого не зависит от сечения на галлии.

Авторы объединяют пять солнечных источников: основную протон-протонную цепочку (pp), а также pep, бериллий-7, CNO-цикл и бор-8. Borexino даёт потоки бериллия-7, pep и CNO, SNO — поток бора-8. Поток pp выводится из светимости Солнца: каждое образовавшееся ядро гелия высвобождает два нейтрино и 26,731 МэВ, и около 2% этой энергии уносят нейтрино. По пути нейтрино меняют аромат; вероятность того, что нейтрино долетит, оставаясь электронным, вычисляется с параметрами смешивания из Daya Bay и JUNO и профилем плотности солнечной модели — это единственная оставшаяся зависимость от солнечных моделей. Сечения на галлии взяты из новой оценки Хэкстона и Рула.

Шестьдесят семь из шестидесяти семи

Предсказание для галлиевого детектора в солнечных нейтринных единицах (захватов на 10³⁶ атомов мишени в секунду):

нейтрино pp: 40,00
бериллий-7: 18,75
бор-8: 4,17
CNO: 3,00
pep: 1,55
всего: 67,5 (+1,4 / −1,1)

SAGE и Gallex/GNO вместе намерили 66,1 ± 3,1. Отношение составляет 0,980 (+0,050 / −0,049).

Семь точек с погрешностями: шесть экспериментов с источниками около 0,8 внутри синей полосы и красная солнечная точка около 1.

Отношение измеренной скорости захвата к ожидаемой: шесть экспериментов с источниками (чёрный) и солнечная проверка из этой работы (красный). Синяя полоса — объединённый результат экспериментов с источниками. — Рисунок 3, Elliott and Robertson (2026), arXiv:2610.22219.

Более 90% этой предсказанной скорости опирается на сечения, полученные из распада германия и «детального равновесия» между реакцией и обратной ей, — ровно на ту часть, которую ставили под сомнение Кадедду и коллеги. Когда источником служит Солнце, аномалии нет.

Где-то ещё

С двух подозреваемых обвинения снимаются сразу. Сечение на галлии не показывает признаков ошибки — включая факторизацию. А эффективность извлечения и подсчёта атомов германия в солнечных измерениях SAGE, Gallex и BEST подтверждается; поскольку процедуры в экспериментах с источниками схожи, они, скорее всего, тоже точны.

Сама аномалия остаётся в силе. Статья не предлагает альтернативного объяснения и завершается одной фразой: «Источник галлиевой аномалии, очевидно, кроется где-то ещё». Одна деталь для контекста: оба автора также подписали статьи BEST, которые изначально и подтвердили аномалию.