Srbija
Hrvatska
Bosna i Hercegovina
So znanstveniki prvič zaznali delec temne snovi?
Morda so znanstveniki prvič zaznali doslej samo hipotetični delec temne snovi, ki je ne vidimo, a predstavlja kar 85 odstotkov vse snovi v vesolju.
Morda je bil samo navaden petek, morda pa je 16. junij 2023 bil dan, ki se bo zapisal v zgodovino največjih znanstvenih odkritij.
Tega dne ob 15.22 in 39 sekund po lokalnem času je kilometer in pol pod površjem Zemlje v raziskovalnem centru Sandford v ameriški zvezni državi Južna Dakota detektor LUX-ZEPLIN ali LZ zaznal skrivnosten dogodek.
Med 30 milijard milijard milijardami atomov ksenona je jedro enega izmed njih poskočilo in oddalo šibek blisk svetlobe, ki so ga zaznale in zabeležile občutljive naprave v detektorju.
In prav ta šibek blisk je kasneje, ko so pregledovali podatke iz detektorja, znanstvenike navdušil.
Morda so prvič neposredno zaznali interakcijo delca temne snovi z običajno snovjo.
"Mevžasti" delci temne snovi
LZ je najobčutljivejši detektor za iskanje temne snovi, ene največjih skrivnosti vesolja.
Za obstoj temne snovi imamo zelo močne posredne dokaze, ki kažejo, da predstavlja kar 85 odstotkov vse snovi v vesolju.
O njenem obstoju so znanstveniki prepričani, ker s svojo maso in gravitacijo vpliva na gibanje zvezd in galaksij. Toda nikoli doslej je še nismo neposredno zaznali.
Znanstveniki domnevajo, da je tako kot običajna snov, iz katere smo narejeni mi in vse kar vidimo okoli sebe in v vesolju, tudi temna snov sestavljena iz (doslej neznanih) delcev.
Raziskovalci so predlagali več različnih hipotetičnih delcev, ki bi lahko sestavljali temno snov, med najbolj znanimi kandidati pa so delci, imenovani WIMP, kar je kratica za Weakly Interacting Massive Particle/šibko interagirajoči masivni delec.
Ime pa je tudi posrečena besedna igra. Angleška beseda wimp namreč pomeni "slabič" oziroma "mevža" in zdi se, da je to precej primerno ime za delec, ki se srečanju z drugimi delci skoraj vedno izogne.
Zakaj je temno snov tako težko najti?
Temna snov ne oddaja, absorbira ali odbija svetlobe, zato je s teleskopom ne moremo preprosto fotografirati.
Če jo sestavljajo delci, kakršni so WIMP-i, bi ti lahko skozi običajno snov večinoma potovali, ne da bi z njo reagirali.
Milijarde takšnih hipotetičnih delcev bi zato lahko prehajale skozi Zemljo, detektor in naša telesa, ne da bi pustile zaznavno sled.
Fiziki so zato zgradili posebne detektorje kot je LZ in čakajo na izredno redek trenutek, ko bi eden od delcev temne snovi vendarle trčil v atomsko jedro in v detektorju sprožil določen signal.
Težava je, da podobne signale povzročajo tudi povsem običajni delci in radioaktivnost.
Naloga raziskovalcev zato ni samo zaznati izredno šibek signal, ampak dokazati, da ga ni povzročilo nič drugega.
Ena lastovka še ne prinese pomladi
"Dogodek nas zelo zanima, saj se je pojavil na območju podatkov, kjer pričakujemo temno snov in kjer je drugih signalov ozadja zelo malo," je povedal fizik Rick Gaitskell z univerze Brown, predstavnik eksperimenta LZ.
Toda takoj je dodal opozorilo: "Ne trdimo, da smo zaznali temno snov."
Razlog za previdnost je preprost. Znanstveniki so našli samo en takšen dogodek. To pa ni dovolj, da bi lahko zanesljivo trdili, da so zaznali interakcijo delca temne snovi z delcem običajne.
Možnosti, da je šlo za kaj drugega, namreč obstajajo in znanstveniki zdaj poskušajo ugotoviti predvsem, ali obstaja kakšen izredno redek proces v običajni snovi, ki bi lahko posnemal opaženi signal.
"Gre samo za en dogodek. Kdo ve, kaj se v resnici dogaja," je za Science News opozoril teoretični fizik Dan Hooper z Univerze Wisconsin–Madison. Kljub temu rezultat označuje za zanimiv.
A če bi šlo res za temno snov, bi bil to eden največjih dosežkov sodobne fizike.
Kako deluje LUX-ZEPLIN?
Srce detektorja LZ vsebuje približno deset ton izredno čistega ksenona, od tega približno sedem ton v aktivnem območju detektorja.
Zamisel lahko nekoliko poenostavljeno primerjamo z biljardom.
Če bi WIMP trčil v jedro atoma ksenona, bi jedro zaradi trka odskočilo. Pri tem bi v tekočem ksenonu nastal zelo majhen blisk svetlobe, hkrati pa bi se sprostili elektroni.
Električno polje elektrone usmeri proti vrhu detektorja, kjer povzročijo še drugi svetlobni signal. Oba signala skupaj znanstvenikom omogočata rekonstruirati dogodek in razlikovati morebitne trke temne snovi od številnih drugih procesov.
Ker bi bili takšni trki izredno redki, mora biti detektor čim bolje zaščiten pred drugimi delci.
Zato LZ leži skoraj 1,5 kilometra pod zemljo, kjer ga ogromna količina kamnine ščiti pred večino kozmičnih žarkov.
Osrednji detektor dodatno obdajajo voda in drugi detektorji, ki pomagajo prepoznati nevtrone in druge delce, ki bi lahko posnemali signal temne snovi.
Prav zaradi izjemnega nadzora nad temi motnjami je en sam nenavadni dogodek vzbudil toliko pozornosti.
Odgovor pa lahko prinese tudi čas.
Analiza, v kateri so našli skrivnostni dogodek, zajema 220 dni meritev med marcem 2023 in aprilom 2024.
Toda LZ je od takrat zbral še bistveno več podatkov, ki jih raziskovalci zdaj lahko uporabijo za preverjanje, ali se v njih skrivajo podobni dogodki.
Če je nenavadni dogodek res povzročila temna snov, obstaja možnost, da se med novimi podatki skrivajo še drugi podobni dogodki.
Če se bodo začeli pojavljati, bo statistična prepričljivost naraščala.
Če jih ne bo, utegne tudi ta namig končati na dolgem seznamu zanimivih anomalij v znanosti, ki so nekoč obetale novo odkritje, pozneje pa izginile.
Kakšno je tvoje mnenje o tem?
Sodeluj v razpravi ali preberi komentarje
Kakšno je tvoje mnenje o tem?
Sodeluj v razpravi ali preberi komentarje
