XENON1T პროექტის მონაწილეებმა განაცხადეს მსოფლიოში ყველაზე მგრძნობიარე ბნელი მატერიის დეტექტორზე მიღებული ახალი შედეგები. მეცნიერებმა დაარეგისტრირეს მოვლენების არანორმალურად დიდი რაოდენობა, რაც შეიძლება მიუთითებდეს როგორც ახალი მზის აქსიონის ნაწილაკების არსებობაზე, ასევე ნეიტრინოების ახალ თვისებებზე. ანუ არსებობს ბნელი მატერია?
ბნელი მატერია შეადგენს სამყაროს მასის ენერგიის დაახლოებით მეოთხედს. მრავალი წლის განმავლობაში, მეცნიერები მთელს მსოფლიოში ცდილობენ დაამტკიცონ მისი არსებობა ექსპერიმენტულად, რადგან ბნელი მატერიის არსებობა ძირითადად მიუთითებს არაპირდაპირი გრავიტაციული ანომალიებით, როგორიცაა გრავიტაციული ლინზირება და სამყაროს გაფართოების სიჩქარის ცვლილებები. პირდაპირი გამოვლენის პრობლემა ის არის, რომ ფიზიკოსებმა ჯერ კიდევ არ იციან რისგან შედგება ბნელი მატერია. ცნობილია მხოლოდ ის, რომ ეს არ შეიძლება იყოს სტანდარტული მოდელის ნაწილაკები. მეცნიერები თვლიან, რომ ბნელი მატერია შედგება ნაწილაკებისგან, რომლებიც თავისუფლად გადიან ჩვეულებრივ არც თუ ისე მგრძნობიარე დეტექტორებში, მაგრამ ამავე დროს მათ აქვთ საკმარისად დიდი მასა, რომ მატერიაზე მაკროსკოპული გავლენა მოახდინოს გრავიტაციული ურთიერთქმედების გზით.
თეორიულად, შესაძლებელია ასეთი გაუგებარი ნაწილაკების დარეგისტრირება, თუ თქვენ ააგებთ დიდ დეტექტორს, რომელიც შეიცავს მატერიის უამრავ ატომს. დეტექტორზე საკმარისად დიდხანს დაკვირვებით, შესაძლებელია არა მხოლოდ გრავიტაციული ანომალიების დაჭერა - ბნელი მატერიის ნაწილაკებსა და ჩვეულებრივ მატერიას შორის შეჯახება ძალზე იშვიათია, მაგრამ არა შეუძლებელი. XENON1T დეტექტორი ეკუთვნის ამ ტიპის დაყენებას და არის ყველაზე მგრძნობიარე ბნელი მატერიის დეტექტორი დღემდე. სამუშაო კორპუსად იყენებს 3,2 ტონა გაცივებულ თხევად ქსენონს.
XENON1T თანამშრომლობის ვებსაიტზე მეცნიერებმა განაცხადეს უახლესი ექსპერიმენტის შედეგები - მკვლევარებმა პირველად დაინახეს, თუ როგორ ჩაიწერა ინსტალაციამ არანორმალურად დიდი რაოდენობის მოვლენები. ფიზიკოსები არ ამტკიცებენ, რომ ბნელი მატერია აღმოაჩინეს, რადგან მოვლენების წყარო ჯერ არ არის დადგენილი.
როდესაც ნაწილაკი გადაკვეთს XENON1T სამიზნეს, ის ქმნის სუსტ აგზნებას ქსენონის ატომებში. ამ ურთიერთქმედების უმეტესობა ცნობილი ნაწილაკებიდან მოდის, ამიტომ მეცნიერები გულდასმით აკალიბრებენ ფონური მოვლენების რაოდენობას კონფიგურაციაში. ამჯერად, როდესაც XENON1T მონაცემები შეადარეს ფონური ხმაურის მითითებას, დაფიქსირდა მოვლენების სიჭარბე თითქმის 23%-ით.
მიღებული მონაცემები შეიძლება იყოს ინსტალაციისას ნარჩენი ტრიტიუმის შედეგი. ტრიტიუმი, წყალბადის რადიოაქტიური იზოტოპი, იშლება და ათავისუფლებს ელექტრონს ისეთივე ენერგიით, როგორიც იყო ექსპერიმენტში.
მონაცემები ასევე შეიძლება მიუთითებდეს ახალი ნაწილაკების არსებობაზე, რომელიც ცნობილია როგორც მზის აქსიონი. დაკვირვებულ ჭარბს აქვს ენერგეტიკული სპექტრი, რომელიც მოსალოდნელია მზეში წარმოქმნილი აქსიონებისგან. მიუხედავად იმისა, რომ მზის აქსიონები არ არის ბნელი მატერიის ნაწილაკები, ისინი ადრე შეუძლებელი იყო. ექსპერიმენტის შედეგებიდან მეცნიერებმა მიიღეს 1-ის ალბათობა 5000-დან, რომ დაფიქსირებული სიჭარბე გამოწვეული იყო შემთხვევითი რყევით და არა მზის აქსიონებიდან მიღებული სიგნალით. თუმცა, ეს საკმარისი არ არის ამ ნაწილაკების არსებობის შესახებ დასკვნისთვის.
კიდევ ერთი ჰიპოთეზა არის ის, რომ ნეიტრინოს მაგნიტური მომენტი უფრო დიდი აღმოჩნდა ვიდრე სტანდარტული მოდელის მიერ იყო ნაწინასწარმეტყველები. ეს სიურპრიზი იქნებოდა ფიზიკოსებისთვის და შემდგომი ექსპერიმენტების საგანი გახდებოდა.
უახლოეს მომავალში, მეცნიერები განაახლებს XENON1T ინსტალაციას XENONnT-მდე სამჯერ უფრო დიდი მუშა ტანით, რაც გააუმჯობესებს კალიბრაციას და გაზომვებს კიდევ უფრო ზუსტს გახდის. ამ პარამეტრის გამოყენებით, მკვლევარები შეძლებენ ზუსტად განსაზღვრონ ამ მოვლენების ბუნება.
ასევე წაიკითხეთ:
დატოვე პასუხი