Detektorius „XENON1T“, atlikęs didžiausią „sunkiosios“tamsiosios medžiagos paiešką, atmetė lengvųjų tamsiosios medžiagos formų egzistavimą ir „suglaudė“pirmąsias užuominas apie netikėtai sunkias šios paslaptingos medžiagos daleles, sakė projekto dalyviai spaudos konferencijoje Italijos Gran Sasso laboratorijoje.
„Kol kas galima pasakyti tik vieną dalyką - ši prakeikta dalelė vis dar slepiasi nuo mūsų. Viena vertus, mes neradome jo egzistavimo pėdsakų masės diapazone iki 200 GeV. Kita vertus, mūsų modeliai neatmeta sunkesnių WIMP egzistavimo. Neturime užuominų apie tai duomenyse, nors jų statistinis reikšmingumas yra mažas - tik viena sigma, ir aš norėčiau tikėti, kad tai nėra atsitiktinumas “, - sakė Elena Aprile, oficiali XENON1T bendradarbiavimo atstovė.
- „Salik.biz“
Pasaulis už tamsaus ekrano
Ilgą laiką mokslininkai tikėjo, kad visata susideda iš materijos, kurią mes matome ir kuri sudaro visų žvaigždžių, juodųjų skylių, ūkų, dulkių grupių ir planetų pagrindą. Bet pirmieji stebėjimai apie žvaigždžių judėjimo greitį šalia esančiose galaktikose parodė, kad žvaigždės, esančios jų pakraštyje, juda jomis neįmanomai dideliu greičiu, kuris buvo maždaug 10 kartų didesnis nei skaičiavimai, pagrįsti visų žvaigždžių jose masėmis.
To priežastis, anot šių dienų mokslininkų, buvo vadinamoji tamsioji materija - paslaptinga medžiaga, kuri sudaro apie 75% materijos masės Visatoje. Paprastai kiekvienoje galaktikoje yra apie 8-10 kartų daugiau tamsiosios medžiagos nei matomame pusbrolyje, ir ši tamsiosios medžiagos sulaiko žvaigždes vietoje ir neleidžia joms išsisklaidyti.
Šiandien beveik visi mokslininkai įsitikinę tamsiosios materijos egzistavimu, tačiau jos savybės, be akivaizdžios gravitacinės įtakos galaktikoms ir galaktikų klasteriams, išlieka paslaptimi ir diskusijų objektu tarp astrofizikų ir kosmologų. Ilgą laiką mokslininkai darė prielaidą, kad jis sudarytas iš ypač sunkios ir „šaltos“dalelių - „šluotelių“, kurios niekaip neišsiskiria, išskyrus atvejus, kai pritraukia matomus materijos klodus.
Mokslininkai tokias daleles bando rasti šiandien, naudodamiesi milžiniškais požeminiais detektoriais, užpildytais absoliučiai grynu ksenonu. Tauriųjų dujų atomų branduoliai, kaip anksčiau spėjo mokslininkai, turėjo sąveikauti su „WIMP“ypatingais būdais, kuriuos buvo galima aptikti stebint šviesos blyksnius suskystinto ksenono viduje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Per pastaruosius du dešimtmečius mokslininkai sukūrė apie keliolika tokių detektorių, kurių tūris ir masė didėjo, nė vienam iš jų nepavyko aptikti ksenono ir WIMP sąveikos pėdsakų. Ypatingas viltis buvo dedama į projektą „XENON1T“- detektorių, pastatytą 2014 m. Italijos Gran Sasso laboratorijoje ir kuriame yra rekordinė 3,5 tonos ksenono, kuris yra maždaug 10 kartų didesnis už visų jo konkurentų masę.
Raktas į visatą
Pirmieji rezultatai, kuriuos praėjusių metų lapkritį pristatė „XENON1T“komanda, vėl pasirodė „nulis“- daugiau nei šimto fizikų komanda iš 21 pasaulio šalies negalėjo rasti jokių reikšmingų „WIMP“egzistavimo pėdsakų labai plačiame masių ir energijos diapazone.
Šiandien Aprile ir jos kolegos pristatė viso duomenų rinkinio analizės rezultatus, kurie iš esmės patvirtino jų preliminarias išvadas su keliomis nedidelėmis išimtimis. Kaip pažymi mokslininkai, jiems pavyko atmesti galimybę egzistuoti nestipriems „WIMP“, kurių masė yra nuo 6 iki 30 GeV, ir praktiškai nulis tikimybės aptikti daleles, kurių masė yra iki 200 GeV.
Kita vertus, jų surinkti duomenys neprieštarauja ir, pasak paties Aprile'o, rodo, kad tamsiosios medžiagos dalelių masė iš tikrųjų yra daug didesnė, nei anksčiau manė fizikai.
„Mūsų užduotis dabar yra labai paprasta - tereikia tęsti stebėjimą, tuo pačiu metu sumažinti triukšmo lygį ir padidinti jautrumą. Kaip man atrodo, mes galėsime kreiptis į VIMP po kito detektorių atnaujinimo, arba pagaliau uždarysime klausimą apie jų egzistavimą “, - tęsia fizikas.
Anot jos, „XENON1T“dalyviai jau surenka naują detektoriaus versiją, kurios ksenono masė bus padidinta iki keturių tonų, o trukdžių lygis sumažės bent 10 kartų. Jo įrengimas bus baigtas šiais metais, o pirmuosius mokslinius duomenis jis gaus 2019 m. Viduryje.