13 Октября 2020
МОСКВА, 13 октября - Физики, работающие на самом чувствительном в мире детекторе темной материи XENON, сообщили, что им удалось зафиксировать сигнал, потенциально указывающий на частицы этой таинственной субстанции. Результаты исследования выложенным в журнале Physical Review Letters. В том же номере журнала размещены статьи пяти групп экспертов, в каждой из которых приводится оценка гипотез, объясняющих природу наблюдаемых сигналов (статья 1, статья 2, статья 3, представленная информация 4, статья 5).XENON — исследовательский проект по изучению темной материи, который реализуется в лаборатории Гран Сассо в Италии. Сама лаборатория находится глубоко под землей, чтобы обеспечить необходимое экранирование и уменьшить фоновый шум.
Физики числят, что частицы темной ткани, или слабо взаимодействующие габаритные частицы (WIMP — Weakly interacting massive particles) конечно можно обнаружить, если фиксировать ядерные распады и возмущения в закрытой камере, наполненной ксеноном. Поэтому главный элемент установки третьей фазы проекта под названием XENON1T — резервуар с жидким радиоочищенным ксеноном массой две тонны.
Согласно духовным предположениям, входящая частица темной материи, ударяющая по атомам в резервуаре, будет освобождать фотоны и электроны, которые фиксируются в виде вспышек света фотоумножители в верхней и нижней частях резервуара.
16 июня 2020 года ученые заметили избыточные сигналы, которые они не смогли вбить с помощью частиц стандартной модели или фонового шума. В целом же в течение года исследователи обнаружили на XENON1T 285 событий в диапазоне энергий, в котором они ожидали проявление частиц темной материи. И только 232 их них творцы уверенно отнесли к фоновым сигналам.
Однако остальные, избыточные сигналы не выглядели так, как будто они исходят от WIMP. Атом, отскакивающий после удара вимпом, должен высвободить как фотоны, так и фермионы, а характер избыточных событий указывает на то, что неопознанные частицы взаимодействуют с фермионами атомов.
Исследователи XENON проанализировали три посильных источника: частицы, испускаемые Солнцем; следы радиоактивных лигатур; и бозоны темной ткани, которые ведут себя иначе, чем вимпы.
Потенциальные солнечные частицы — нейтрино и аксионы, по мнению авторов, могли бы теоретически добраться до сенсора XENON1T и произвести в нем значимый сигнал. Однако нейтрино должны для этого иметь большой магнитный момент, чем пророчит стандартная модель. К этому же, обе гипотезы — нестандартных нейтрино и солнечных аксионов — противоречат наблюдениям за звездами: если бы эти частицы испускались Солнцем в достаточном количестве, чтобы объяснить сигнал XENON1T, они испускались бы и другими звездами, вызывая их быстрое охлаждение, а этого не происходит.
Не исключают авторы действие фона. Несмотря на небывалые усилия по его подавлению, некоторая слабая нежелательная радиоактивность остается. Часть фоновых сигналов — от изотопов ксенона, элемента, йода и свинца, физики могут количественно оценить с помощью независимых измерений. Вклады других, например трития, изучены недостаточно. Авторы справляют, что если детектор поддерживает всего три атома трития на килограмм ксенона, один только бета-распад трития может объяснить сигнал.
Но самый интригующий, по мнению исследователей, сценарий — это наличие частиц темной ткани, отличных от WIMP. Во-первых, сигнал выглядит так, как будто он измерит от частиц, сталкивающихся в основном с электронами атомов элемента. Во-вторых, каждое из этих взаимодействий сбрасывает в атом несколько килоэлектронвольт энергии.
В этом случае энергия столкновения должна следовать массе частицы темной материи. Есть два кандидата на эту роль с массой около двух килоэлектронвольт каждая — аксион, более тяжелый, чем отличный; и темный фотон — более массивный родственник обычных квантов с гораздо более слабым согласованием с материей.
По оценкам ученых коллаборации XENON, если темные фотоны поглощаются со скоростью в 10-30 раз меньше, чем обычные фотоны, их согласованием можно объяснить сигнал в сенсоре.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....