Detektor XENON1T, najveća potraga za "teškom" tamnom materijom, isključio je postojanje svijetlih oblika tamne materije i "nagrizao" prve nagovještaje postojanja neočekivano teških čestica ove tajanstvene tvari, rekli su sudionici projekta na konferenciji za novinare u talijanskoj laboratoriji Gran Sasso.
Za sada se može reći samo jedno - ta prokleta čestica još uvijek se skriva od nas. S jedne strane nismo pronašli tragove njegovog postojanja u rasponu masa do 200 GeV. S druge strane, naši modeli ne isključuju postojanje težih WIMP-ova. Čak imamo i naznake toga u podacima, iako je njihova statistička značajnost mala - samo jedna sigma, i željela bih vjerovati da ovo nije slučajno “, rekla je Elena Aprile, službeni predstavnik suradnje s XENON1T.
Svijet iza tamnog ekrana
Dugo su znanstvenici vjerovali da se svemir sastoji od materije koju vidimo i koja je osnova svih zvijezda, crnih rupa, maglina, nakupina prašine i planeta. No, prva promatranja brzine kretanja zvijezda u obližnjim galaksijama pokazala su da se zvijezde na periferiji kreću u njima nevjerojatno velikom brzinom, koja je bila oko 10 puta veća od izračuna izračuna na temelju masa svih zvijezda u njima.
Razlog tome, prema današnjim znanstvenicima, bila je takozvana tamna tvar - tajanstvena supstanca, koja čini oko 75% mase materije u Svemiru. Svaka galaksija obično ima oko 8-10 puta više tamne materije od svog vidljivog rođaka, a ova tamna tvar drži zvijezde na mjestu i sprečava ih da se rasprše.
Danas su gotovo svi znanstvenici uvjereni u postojanje tamne materije, ali njegova svojstva, osim očitog gravitacijskog utjecaja na galaksije i galaksije, ostaju misterija i predmet prijepora među astrofizičarima i kozmolozima. Znanstvenici su već duže vrijeme pretpostavljali da je sastavljena od superteških i "hladnih" čestica - "vitica" koji se ne manifestiraju ni na koji način, osim privlačenjem vidljivih nakupina materije.
Znanstvenici danas pokušavaju pronaći takve čestice koristeći ogromne podzemne detektore napunjene apsolutno čistim ksenonom. Jezgre atoma plemenitih plinova, kao što su ranije pretpostavili znanstvenici, morale su djelovati na "WIMPs" na poseban način, što se moglo otkriti promatranjem bljeskova svjetlosti unutar ukapljenog ksenona.
Promotivni video:
Tijekom protekla dva desetljeća, znanstvenici su stvorili desetak tih detektora s povećanjem volumena i mase, od kojih nijedan nije uspio otkriti tragove ksenonsko-WIMP interakcija. Posebna nada bila je vezana za projekt XENON1T - detektor izgrađen u talijanskoj laboratoriji Gran Sasso 2014. godine i koji sadrži rekordnih 3,5 tone ksenona, što je oko 10 puta više od mase svih njegovih konkurenata.
Ključ svemira
Prvi rezultati koje je XENON1T tim predstavio u studenom prošle godine ponovo su se pokazali "nula" - tim od više od stotinu fizičara iz 21 države svijeta nije mogao pronaći nikakve značajne tragove postojanja "WIMP-ova" u vrlo širokom rasponu masa i energija.
Aprile i njezine kolege danas su predstavili rezultate analize cjelovitog skupa podataka, koja je široko potvrdila njihove preliminarne nalaze, uz nekoliko manjih izuzetaka. Kao što znanstvenici napominju, uspjeli su isključiti mogućnost postojanja svjetlosnih "WIMP-ova" s masama od 6 do 30 GeV, a praktički su nula šanse za otkrivanje čestica mase do 200 GeV.
S druge strane, prikupljeni podaci ne proturječe i, kako sama Aprile kaže, ukazuju da čestice tamne materije zapravo imaju mnogo veću masu od pretpostavljenih fizičara.
„Naš je zadatak sada vrlo jednostavan - trebamo samo nastaviti sa promatranjem, a ujedno ćemo sniziti razinu buke i povećati osjetljivost. Kao što mi se čini da ćemo ili moći otići do VIMP-a nakon sljedećeg ažuriranja detektora ili ćemo konačno zatvoriti pitanje njihova postojanja , nastavlja fizičar.
Prema njezinim riječima, sudionici XENON1T već sastavljaju novu verziju detektora, masa ksenona u kojoj će se povećati na četiri tone, a razina smetnji smanjit će se najmanje 10 puta. Njegova instalacija bit će završena ove godine, a prve znanstvene podatke dobit će sredinom 2019. godine.
