Мы нашли ее? Ученые обнаружили странные сигналы в эксперименте с темной материей

17 июня 2020, 20:00

Физики столкнулись с необычными сигналами в эксперименте с поиском темной материи. Ученые пока не могут объяснить, что именно они увидели, но эти сигналы нарушают Стандартную модель физики.

Согласно результатам исследования темной материи XENON1T Национальной лаборатории ядерной физики Гран-Сассо в Италии, ученые обнаружили сигналы неизвестного происхождения во время одного из экспериментов пару лет назад.

Видео дня

В рамках эксперимента XENON1T ученые пытаются обнаружить частицы темной материи (гипотетического вещества, которое формирует 85% энергии-массы Вселенной) с помощью резервуара-детектора из 3.5 тонн ксенона.

Поскольку предполагаемая темная материя не взаимодействует с доступным нам веществом, ученые надеются, что некоторые чувствительные электроны ксенона, спрятанного под горным массивом Гран-Сассо в Апеннинах, смогут засечь активность этой материи.

Эксперименты проводили в 2016—2018 гг., и, анализируя данные за это время, физики обнаружили больше взаимодействий с ксеноновым детектором, чем должно было быть согласно Стандартной модели физики мельчайших частиц.

«Ученые не утверждают, что нашли темную материю. Вместо этого они говорят, что наблюдали неожиданную череду событий, источник которых еще не полностью объяснен», — указано в пресс-релизе на сайте XENON1T.

Сообщается, что вместо прогнозируемых 232 взаимодействий частиц с детектором, ученые обнаружили 282 взаимодействия.

Авторы экспериментов предложили три возможных варианта объяснения этого: активность еще одной гипотетической частицы, которой также приписывали роль темной материи — аксиона; активность определенной формы квазичастицы нейтрино; или же обычный радиоактивный распад изотопа водорода, — трития, — который не учли исследователи.

Хотя позже ученые подсчитали вероятность этих вариантов, и заявили, что причиной странных сигналов во время эксперимента с точностью до 99,98% не является активность уже известных мельчайших частицы вроде аксионов и нейтрино.

Вероятность того, что эти сигналы вызваны не распадом трития, а какой-либо другой причиной составляет 95%.

LUX-ZEPLIN (LZ) COLLABORATION / SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY
Фото: LUX-ZEPLIN (LZ) COLLABORATION / SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY

«В любом случае, есть новая загадка. Нечто только что „ударилось“ в эксперименте с самым чувствительным детектором в мире, и это могло бы стать нашим первым прямым указанием на природу самого неуловимого источника массы во Вселенной: темной материи», — пишет астрофизик Этан Сигел.

Для определения того, что это было на самом деле ученым нужно провести дополнительные исследования. Вскоре ученые из США и Китая должны провести аналогичные эксперименты на своих ксеноновых детекторах, и подтвердить или опровергнуть существование необычных сигналов.

Во время следующего итальянского эксперимента — XENONnT — ученые планируют добавить в резервуар-детектор еще больше ксенона и повторить свое исследование. Если этот сигнал, конечно, по-прежнему будет проявляться.

Как уже писал НВ, несколько недель назад физики из Калифорнийского университета в Беркли заявили о начале работ сверхчувствительного детектора для поиска темной материи LUX-ZEPLIN (LZ).

Огромный резервуар с 11 тонн жидкого ксенона разместят в заброшенной шахте штата Южная Дакота, чтобы исключить влияние любых внешних шумов на детектор.

По словам ученых, частицы ксенона могут стать мишенью для частиц темной материи, которые будут ударяться о них, высвобождая кинетическую энергию.

Руководители проекта LZ уверены, что открытый ними класс сигналов прямого обнаружения приведет к настоящей революцию в поиске темной материи, и позволит экспериментировать с энергиями, которые в тысячи раз больше, чем те, которые доступны нам сегодня.

Именно на этом детекторе планируют повторить итальянский эксперимент XENON1T.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X