Детекторът XENON1T, най-голямото търсене на "тежка" тъмна материя, изключи съществуването на леки форми на тъмна материя и "опипва" първите намеци за съществуването на неочаквано тежки частици от това мистериозно вещество, заявиха участниците в проекта на пресконференция в италианската лаборатория на Гран Сасо.
„Засега може да се каже само едно - тази проклета частица все още се крие от нас. От една страна, не открихме следи от съществуването му в масовия обхват до 200 GeV. От друга страна, нашите модели не изключват съществуването на по-тежки WIMP. Дори имаме намеци за това в данните, въпреки че статистическата им значимост е малка - само една сигма и бих искала да повярвам, че това не е случайност “, каза Елена Априле, официален представител на XENON1T сътрудничество.
Светът зад тъмен екран
Дълго време учените вярвали, че Вселената се състои от материята, която виждаме и която е основата на всички звезди, черни дупки, мъглявини, струпвания от прах и планети. Но първите наблюдения на скоростта на движение на звездите в близките галактики показаха, че звездите в техните покрайнини се движат в тях с невъзможно висока скорост, която беше около 10 пъти по-висока от изчисленията на базата на масите на всички звезди в тях.
Причината за това според учените днес е била така наречената тъмна материя - мистериозно вещество, което представлява около 75% от масата на материята във Вселената. Обикновено всяка галактика има около 8-10 пъти повече тъмна материя от видимия си братовчед и тази тъмна материя държи звездите на място и не им позволява да се разпръснат.
Днес почти всички учени са убедени в съществуването на тъмна материя, но нейните свойства, освен очевидното й гравитационно влияние върху галактиките и галактическите клъстери, остават загадка и обект на спор сред астрофизиците и космолозите. Дълго време учените предполагат, че той е съставен от свръхтежки и "студени" частици - "кичури", които не се проявяват по никакъв начин, освен чрез привличане на видими струпвания на материя.
Учените се опитват да намерят такива частици днес, използвайки гигантски подземни детектори, пълни с абсолютно чист ксенон. Ядрата на атомите на благородния газ, както по-рано се предполагаха от учените, трябваше да взаимодействат с "WIMPs" по специален начин, което можеше да бъде открито чрез наблюдаване на светкавиците на светлината вътре втечнения ксенон.
Промоционално видео:
През последните две десетилетия учените създадоха около дузина такива детектори с увеличаващ се обем и маса, нито един от които не успя да открие следи от взаимодействия между ксенон и WIMP. Особени надежди бяха възложени на проекта XENON1T - детектор, построен в италианската лаборатория на Гран Сасо през 2014 г. и съдържащ рекордните 3,5 тона ксенон, което е около 10 пъти повече от масата на всичките му конкуренти.
Ключът към Вселената
Първите резултати, представени от екипа на XENON1T през ноември миналата година, отново се оказаха „нулеви“- екип от повече от сто физици от 21 държави по света не успя да намери значителни следи от съществуването на „WIMP“в много широк спектър от маси и енергии.
Aprile и нейните колеги представиха днес резултатите от анализ на пълния набор от данни, който до голяма степен потвърди техните предварителни констатации, с няколко малки изключения. Както отбелязват учените, те успяха да изключат възможността за съществуване на светлинни "WIMPs" с маси от 6 до 30 GeV и на практика нулеви шансовете за откриване на частици с маса до 200 GeV.
От друга страна, събраните от тях данни не противоречат и според самата Aprile показват, че частиците от тъмната материя всъщност имат много по-голяма маса, отколкото физиците по-рано са предполагали.
„Нашата задача сега е много проста - просто трябва да продължим да наблюдаваме и в същото време да намалим нивото на шума и да повишим чувствителността. Както ми се струва, или ще можем да отидем до VIMP след следващата актуализация на детекторите, или най-накрая ще затворим въпроса за тяхното съществуване “, продължава физикът.
Според нея участниците в XENON1T вече сглобяват нова версия на детектора, масата на ксенона, в която ще бъде увеличена до четири тона, а нивото на смущения ще бъде намалено поне 10 пъти. Монтажът му ще приключи тази година и ще получи първите научни данни в средата на 2019 г.
