Επιστήμονες πιστεύουν ότι εντόπισαν για πρώτη φορά σωματίδιο σκοτεινής ύλης
Ο φυσικός σωματιδίων Sam Eriksen του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, κύριος συγγραφέας της μελέτης που περιγράφει την έρευνα, δήλωσε ότι η ανακάλυψη αυτή «θα μπορούσε να είναι η πρώτη παρατήρηση σκοτεινής ύλης»
Snapshot
- Ερευνητές εντόπισαν για πρώτη φορά πιθανολογούμενη αλληλεπίδραση σωματιδίου σκοτεινής ύλης (WIMP) σε πείραμα βάθους 1,6 χλμ. στη Νότια Ντακότα.
- Το πείραμα LUX-ZEPLIN χρησιμοποίησε 10 τόνους υγρού ξένου για να ανιχνεύσει σωματίδια σκοτεινής ύλης μέσω φωτεινών λάμψεων από αλληλεπιδράσεις.
- Η παρατηρούμενη αλληλεπίδραση θεωρείται πιθανή σύγκρουση WIMP με πυρήνα ατόμου ξένου, αλλά πρόκειται για μεμονωμένο γεγονός χωρίς στατιστική βεβαιότητα.
- Οι επιστήμονες τονίζουν την ανάγκη περαιτέρω δοκιμών για να αποκλειστούν άλλες εξηγήσεις πριν επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη σκοτεινής ύλης.
- Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85% της ύλης στο σύμπαν και λειτουργεί ως «αόρατη κόλλα» που συγκρατεί τους γαλαξίες.
Επιστήμονες έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη στην αναζήτησή τους για σκοτεινή ύλη, καθώς φαίνεται να εντόπισαν σωματίδια της κατά την διάρκεια ενός πειράματος που διεξήχθη στη Νότια Ντακότα, σε βάθος περίπου 1,6 χλμ. κάτω από το έδαφος.
Οι ερευνητές περιέγραψαν αυτό που είδαν ως «μια αλληλεπίδραση σωματιδίων», η οποία καταγράφηκε στο ερευνητικό κέντρο Sanford Underground Research Facility που βρίσκεται πάνω από ένα πρώην ορυχείο χρυσού στην δασική περιοχή Black Hills της Νότια Ντακότα.
Σύμφωνα με τους ίδιος, στην συγκεκριμένη αλληλεπίδραση που σημειώθηκε συμμετείχε και ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται WIMP, συντομογραφία του «Weakly Interacting Massive Particle» (Ασθενώς Αλληλεπιδρών Βαρύ Σωματίδιο), το οποίο πιστεύεται ότι είναι σωματίδιο σκοτεινής ύλης.
Μια «αόρατη κόλλα»
Η συνηθισμένη ύλη, γνωστή στην κοσμολογία και ως βαρυονική ύλη, σχηματίζει τα άστρα, τους πλανήτες, τους ανθρώπους και οτιδήποτε άλλο μπορούμε να δούμε. Ωστόσο, αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 15% της συνολικής ύλης στο σύμπαν. Το υπόλοιπο σύμπαν θεωρείται ότι αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η οποία δεν εκπέμπει ούτε αντανακλά φως, γεγονός που την καθιστά αόρατη στο ανθρώπινο μάτι και στα τηλεσκόπια.
Ωστόσο, οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι η σκοτεινή ύλη υπάρχει επειδή ασκεί ισχυρή βαρύτητα, λειτουργώντας σαν μια «αόρατη κόλλα» που συγκρατεί τους γαλαξίες ενωμένους και επηρεάζει την κίνηση των άστρων.
Μιλώντας στο Reuters, ο φυσικός σωματιδίων Sam Eriksen του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, κύριος συγγραφέας της μελέτης που περιγράφει την έρευνα, δήλωσε ότι η ανακάλυψη αυτή «θα μπορούσε να είναι η πρώτη παρατήρηση σκοτεινής ύλης».
Τι παρατήρησαν οι ερευνητές
Η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι αλληλεπιδρά εξαιρετικά σπάνια με τη συνηθισμένη ύλη. Για το εν εξελίξει πείραμα, το οποίο ονομάζεται LUX-ZEPLIN, ή LZ, έχει δημιουργηθεί μια συσκευή ανίχνευσης που σχεδιάστηκε για να εντοπίζει τέτοιες αλληλεπιδράσεις και έχει βελτιστοποιηθεί για να αναζητά υποθετικά σωματίδια WIMP.
Η συσκευή ανίχνευσης, η οποία τελεί υπό τη διαχείριση του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Μπέρκλεϊ του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, λειτουργεί με 10 τόνους του χημικού στοιχείου ξένου σε υγρή μορφή.
Η συσκευή ανίχνευσης που χρησιμοποίηθηκε για το πείραμα LUX-ZEPLIN, ή LZ
Οι ερευνητές αναζητούν σωματίδια σκοτεινής ύλης που διασκορπίζονται όταν αλληλεπιδούν με άτομα του ξένου. Όταν ένα σωματίδιο διασκορπίζεται, δημιουργούνται λάμψεις φωτός, οι οποίες, στην συνέχεια, αποκαλύπτουν τον τύπο του σωματιδίου που αλληλεπίδρασε με το ξένο.
Οι επιστήμονες ανακοίνωσαν την Τρίτη σε ένα επιστημονικό συνέδριο στην Ιαπωνία, ότι εντόπισαν μια αλληλεπίδραση ενός ατόμου του ξένου με ένα άλλο σωματίδιο, το οποίο πιστεύεται ότι είναι ένα WIMP, εάν ληφθεί υπόψιν ο τρόπος με τον οποίο αντέδρασε.
Σύμφωνα με τους ίδιους, αυτό που ενδεχομένως παρατήρησαν ήταν ένα WIMP να συγκρούεται με τον πυρήνα ενός ατόμου του ξένου, μεταφέροντας μια μικρή ποσότητα ενέργειας που δημιούργησε την λάμψη φωτός, η οποία και ανιχνεύθηκε.
Δείτε πώς λειτουργεί η συσκευή ανίχνευσης:
«Αποτελεί ένα μεμονωμένο γεγονός»
Αν και οι ερευνητές δήλωσαν ότι η αλληλεπίδραση ήταν ακριβώς όπως την περίμεναν, προειδοποίησαν ότι η παρατήρηση δεν πληροί ακόμη το στατιστικό όριο που απαιτείται για να υποστηριχθεί η ανακάλυψη σκοτεινής ύλης.
«Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, καθώς πρόκειται απλώς για ένα μεμονωμένο γεγονός, δεν μπορούμε να ισχυριστούμε ότι πρόκειται για σκοτεινή ύλη», δήλωσε ο Eriksen, τονίζοντας ότι εκείνος και άλλοι επιστήμονες διεξάγουν δοκιμές για να αποκλείσουν άλλες εξηγήσεις.
«Ίσως έχουμε ανακαλύψει κάτι εξαιρετικό, αλλά πρέπει να είμαστε εξαιρετικά προσεκτικοί πριν καταλήξουμε σε αυτό το συμπέρασμα», δήλωσε η αστροφυσικός του UCLA και συν-συγγραφέας της μελέτης, Alvine Kamaha.
