Neparasts tumšās vielas detektora rezultāts varētu būt kaut kas vēl mežonīgāks

Galaktiku kopa Abell 1689 palīdz mums izprast tumšo enerģiju. (NASA, ESA un D. Coe)

Pagājušajā gadā XENON1T, pasaulē visjutīgākais tumšā matērija detektors,šķiet, deva sitienu. Ne no tumšās matērijas, bet kaut kas cits. Varbūt neitrīno , iespējams, saules asijas, varbūt radioaktīvais piesārņojums detektorā.

Tagad cita fiziķu komanda ir nākusi klajā ar citu atbildi. Signāls varētu būt saskaņots nevis ar tumšo vielu, bet gan tumšā enerģija , viņi saka. Ja tas patiešām izraisīja XENON1T atklājumu pieaugumu, tas ir svarīgs pavērsiens šī noslēpumainā spēka meklējumos.

Tumšā enerģija, tāpat kā tumšā matērija, mums nav zināma. Tumšā matērija ir nosaukums, ko mēs piešķiram masai, kuru nevaram noteikt tieši. Mēs secinām par tā esamību, jo Visumā ir vairāk gravitācijas, nekā mēs varam noteikt, saskaitot datus, ko varam atklāt – daudz vairāk. Apmēram 5 procenti no Visuma ir normāla matērija, piemēram, zvaigznes, melnie caurumi , planētas un mēs. Apmēram 21 procents ir tumšā viela.



Atlikušie aptuveni 74 procenti ir tumšā enerģija. Mums arī nav izdevies to tieši atklāt; tā vietā mēs secinām par tā esamību Visuma paātrinātajā izplešanās laikā. Kaut kas liek Visumam izplatīties ātrāk, nekā mēs varam izskaidrot, un mēs to saucam par tumšo enerģiju.

'Neskatoties uz to, ka abi komponenti ir neredzami, mēs zinām daudz vairāk par tumšo vielu, jo tās eksistence tika ierosināta jau 20. gadsimta 20. gados, savukārt tumšā enerģija tika atklāta tikai 1998. gadā.' sacīja kosmologs Sunny Vagnozzi Kembridžas Universitātes Kavli Kosmoloģijas institūta Apvienotajā Karalistē.

'Liela mēroga eksperimenti, piemēram, XENON1T, ir izstrādāti, lai tieši atklātu tumšo vielu, meklējot pazīmes, kas liecina, ka tumšā matērija 'saskaras' ar parasto vielu, bet tumšā enerģija ir vēl nenotveramāka.

XENON1T ir tvertne, kas piepildīta ar 3,2 tonnām īpaši tīra šķidra ksenona un aprīkota ar fotopavairotāja cauruļu blokiem. Tas ir pilnībā noslēgts un pilnīgi tumšstāpēc pētnieki var noteikt elektroluminiscences uzliesmojumu, daļiņām mijiedarbojoties, kā rezultātā rodas niecīga elektronu duša no ksenona atomiem tā sauktajā elektronu atsitienā.

Tā kā lielāko daļu no tiem rada zināma daļiņu mijiedarbība, mums ir diezgan stabils priekšstats par to, cik elektronu atsitieniem vajadzētu notikt kā daļai no vispārējā fona trokšņa. Šis skaitlis ir aptuveni 232 ± 15 gadā. Tā vietā XENON1T atklāja 285 notikumus no 2017. gada februāra līdz 2018. gada februārim.

Zinātnieki atklāja, ka visticamākais izskaidrojums bija hipotētisku daļiņu veids, ko sauc par saules aksijām, kas pirmo reizi peldēja 1970. gados, lai atrisinātu jautājumu par to, kāpēc spēcīgi atomu spēki seko kaut kam, ko sauc. lādiņa-paritātes simetrija , kad lielākā daļa modeļu saka, ka viņiem tas nav vajadzīgs.

Bet ir problēma: ja Saule var radīt asijas, tad arī visas zvaigznes. Tomēr novēroti siltuma zudumi ļoti karstās zvaigžņu vietās stingri ierobežojumi aksionu mijiedarbībai ar subatomiskām daļiņām .

Tātad Vagnozzi un viņa komanda nolēma pārbaudīt iespēju, ka tumšā enerģija ir atbildīga par pārpalikumu. Tagad tumšā enerģija var būt noslēpums, taču lielākā daļa tumšās enerģijas fizisko modeļu rada nezināmu piekto dabas spēku, kas pārsniedz elektromagnētismu, gravitāciju un divas kodolenerģijas mijiedarbības.

Tā kā Visuma paātrinātā izplešanās ir nosakāma tikai ļoti lielos mērogos un gravitācija darbojas lokālos mērogos, jebkuram tumšās matērijas modelim, kas liecina par piekto spēku, būtu arī adekvāti jāpaskaidro, kāpēc šis spēks nav acīmredzams mūsu astronomiskajā apkārtnē.

Vagnozzi un viņa komanda izstrādāja metodoloģiju, kuras pamatā ir mehānisms, ko sauc par hameleonu skrīningu, kas ļauj izvairīties no neskaidrības, izskaidrojot, kāpēc mēs neredzam piekto spēku, pieņemot, ka tas ir pārāk mazs diapazonā tādā blīvā vidē kā mūsu.

'Mūsu hameleonu skrīnings pārtrauc tumšās enerģijas daļiņu veidošanos ļoti blīvos objektos, izvairoties no problēmām, ar kurām saskaras saules aksioni.' Vagnoci teica .

'Tas arī ļauj mums atdalīt to, kas notiek vietējā ļoti blīvajā Visumā no tā, kas notiek lielākajos mērogos, kur blīvums ir ārkārtīgi zems.'

Viņu rezultāti parādīja, ka tumšās enerģijas daļiņas no spēcīgi magnētiskā Saules reģiona sauc par tahoklīns - starp starojuma iekšējo un ārējo konvekcijas zonu - varēja radīt signālu, kas novērots XENON1T datos. Tam ir priekšroka, nevis tikai fona skaidrojumam ar 2,5 sigmu ticamību.

Tas joprojām nav tik spēcīgs kā saules aksiju skaidrojums, kura ticamības līmenis bija 3,5 sigmas; vai pat neitrīno vai radioaktīvo piesārņojumu, kuru abu ticamības līmenis bija 3,2 sigmas.

Tas piedāvā alternatīvu risinājumu, bez sarežģītām problēmām, kas saistītas ar citām. Kā pētnieki rakstīja savā avīzē , tas 'paaugstina vilinošu iespēju, ka XENON1T varētu būt panācis pirmo tiešo tumšās enerģijas noteikšanu.'

Tas ir, protams, ja signāls bija reāls. Mums ir nepieciešama vēl viena noteikšana, lai mēs varētu par to pārliecināties, un, tā kā XENON1T pašlaik tiek veikti jauninājumi, mums ir nedaudz jāgaida.

Pat ja signāls neparādās nākamajā novērošanas reizē, papīrs ir ielicis pamatu domāšanai ārpus kastes, kad noteikšana beidzot tiks apstiprināta.

'Tas bija patiešām pārsteidzoši, ka šo pārpalikumu principā varēja izraisīt tumšā enerģija, nevis tumšā viela.' Vagnoci teica . 'Kad lietas tā sakrīt, tas ir patiešām īpaši.'

Pētījums ir publicēts Fiziskais apskats D .

Populārākas Kategorijas: Fizika , Vidi , Skaidrotājs , Dabu , Veselība , Neklasificēts , Daba , Viedoklis , Sabiedrību , Cilvēkiem ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.