Физики, ищущие темную материю, столкнулись с неожиданными сигналами, которые могут привести к открытию!

Эксперимент проводился на детекторе Gran Sasso в итальянских Альпах с 2016 по 2018 год с использованием 3,2 тонны сверхчистого сжиженного ксенона, из которых две тонны служили «мишенью» для взаимодействия между атомами ксенона и другими частицами. Большинство взаимодействий происходило между известными частицами, каждое взаимодействие называется «событием», а эти взаимодействия с частицами известного типа называются «фоновыми сигналами».

Сигнал, поступающий от взаимодействия с неизвестной частицей, должен быть достаточно сильным, чтобы превышать уровень «фонового шума», и исследователи ожидали, что через год произойдет 232 таких обычных события, но результат оказалось в 53 раза выше.

Этому количеству избыточных событий может быть три объяснения:

1. обнаружено новое свойство сверхлегких частиц, называемое нейтрино,
2. детектор был загрязнен небольшим количеством трития, радиоактивный изотоп водорода, нестабилен,
3. обнаружена новая частица, аксион, что означало бы, что ученые столкнулись с важным моментом в физике.

Впервые такой эксперимент обнаруживает избыток активности в диапазоне низких энергий, который соответствует тому, что физики ожидали бы, если бы солнечные аксоны существовали.

Исследователи в эксперименте с ксеноновой коллаборацией НЕ говорят, что обнаружили темную материю или аксион, потому что требуется больше доказательств. Но все выглядит многообещающе, и исследователи говорят, что есть большая вероятность, что это аксион.

«Это не темная материя, но открытие новой частицы было бы феноменально», – говорит Елена Априле из Колумбийского университета и руководитель эксперимента по сотрудничеству с ксеноном. По ее словам, обнаружение аксиона окажет «серьезное влияние на понимание фундаментальной физики, а также на явления астрофизики».

Фрэнк Вильчек из Массачусетского технологического института, лауреат Нобелевской премии, – тот, кто дал частице название «аксион», это идея, пришедшая из цветных коробок для моющих средств в супермаркете четыре десятилетия назад. Что касается предварительных выводов, объявленных альпийским экспериментом, Вильчек говорит, что они «увлекательны», а научное сообщество ждет новых разработок.

До сих пор аксоны НЕ были обнаружены ни прямо, ни косвенно, и теория ничего не говорит ученым об их массе, а это означает, что их еще труднее найти. Теория оценивает, что эти частицы имеют непредсказуемое поведение и что они редко взаимодействуют с обычной материей. Теоретики вообразили множество типов аксонов, некоторые из которых являются частью темной материи, а другие образуются в результате ядерных реакций внутри Солнца (так называемые солнечные аксоны).

Темную материю нельзя было увидеть с помощью телескопа или измерить детектором. Но она составляет 85% материи во Вселенной.

Известно, что темная материя существует, потому что она обладает очень сильной гравитационной силой и притягивает обычную материю. Кажется, что темная материя сформировалась в Большом Взрыве наряду с обычной материей.

В современной космологии темная материя является «секретным соусом» Вселенной и, как считается, состоит из облаков субатомных частиц, обычно называемых WIMP, из слабо взаимодействующих массивных частиц.

Предполагается, что эти частицы имеют массу в сотни раз большую, чем атом водорода.

Путь теории аксионов начался в 1977 году, когда два физика Роберто Печчеи (Университет Калифорнии) и Хелен Куинн (профессор Стэнфорда) предложили изменить теорию, управляющую сильными ядерными силами.

Независимо от Вильчека и другого физика, Стивена Вайнберга из Техасского университета в Остине, осознал, что предлагаемое изменение будет связано с существованием новой субатомной частицы, именно той, которую Вильчек назвал бы аксион.

При цитировании информации активная гиперссылка на evo-rus.com обязательна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»