Un nou experiment cu materie întunecată a anihilat indicii anterioare ale unor noi particule

Potențialele indicii ale unor noi particule ciudate într-un detector de materie întunecată s-au evaporat cu noi date.

Urmărind un rezultat seducător al experimentului său predecesor, experimentul XENONnT nu a găsit niciun semn de bliț suplimentar care ar putea indica noi particule sau un alt fenomen, raportează oamenii de știință la 22 iulie la Viena, în cadrul Conferinței internaționale privind identificarea materiei întunecate.

Experimentul XENONnT (pronunțat „xenon n ton”), la Laboratorul Național Gran Sasso din Italia, folosește 5,9 tone de xenon lichid pentru a căuta materia întunecată, o substanță evazivă care până acum a fost observată doar prin efectele sale gravitaționale în cosmos (SN: 25/10/16). Detectorul este conceput pentru a căuta particule de materie întunecată care se ciocnesc de nucleele atomilor de xenon, provocând reculul acestora. Dar detectorul poate detecta, de asemenea, electroni care se retrag.

În 2020, o versiune mai mică a experimentului, numită XENON1T, a raportat un număr mai mare decât se aștepta de acești electroni ricoșanți (SN: 6/17/20). „Acest lucru a provocat multă agitație atunci când l-am publicat”, spune fizicianul Rafael Lang de la Universitatea Purdue din West Lafayette, Ind.

Acel surplus, au sugerat unii oameni de știință, ar fi putut fi explicat de o nouă fizică neașteptată, cum ar fi ipoteticele particule ușoare care ar putea proveni de la soare, numite axioni solari. Dar excesul nu a fost suficient de mare pentru a fi convingător, așa că au fost necesare mai multe date.

În noua analiză, care utilizează aproximativ 97 de zile de date, XENONnT a detectat la fel de multe reculuri de electroni ca și cele așteptate datorită interacțiunilor cunoscute ale particulelor, au raportat, de asemenea, cercetătorii într-un document postat pe site-ul web al experimentului. Oamenii de știință nu știu ce a cauzat detecțiile suplimentare din experimentul anterior, dar este posibil să fi fost doar o întâmplare statistică, spune Lang. Sau este posibil să se fi datorat unor cantități mici de tritiu – atomi de hidrogen cu doi neutroni în nucleul lor – în detector.

Cu această pistă roșie scoasă din drum, cercetătorii XENONnT analizează acum datele lor pentru a găsi reculuri nucleare, în speranța de a detecta adevărata problemă.