|
Βρέθηκε η σκοτεινή ύλη; Πείραμα φέρνει επιφυλακτικό ενθουσιασμό στους φυσικούς
Ένα ιδιαίτερο σήμα που καταγράφηκε σε υπόγειο αμερικανικό εργαστήριο δεν αποκλείεται να είναι η πρώτη άμεση ένδειξη για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, ενός υποθετικού, αόρατου συστατικού του Σύμπαντος που οι φυσικοί αναζητούν εδώ και πάνω από μισό αιώνα.
Το εύρημα προέρχεται από τον ανιχνευτή LUX-ZEPLIN (LZ), μια δεξαμενή (εικόνα) που περιέχει επτά τόνους υγρού ξένου, τοποθετημένη σε βάθος 1,6 χιλιομέτρων σε ένα εγκαταλειμμένο ορυχείο της Νότιας Ντακότα, προκειμένου να προστατεύεται από την κοσμική ακτινοβολία που θα μπορούσε να επηρεάσει τα πειράματα.
Οι ερευνητές κατέγραψαν μια υπεριώδη λάμψη στη δεξαμενή που δεν αποκλείεται να προήλθε από την πρόσκρουση ενός «ασθενώς αλληλεπιδρώντος μαζικού σωματιδίου», ή WIMP, ενός υποθετικού σωματιδίου σκοτεινής ύλης που παρήχθη στη Μεγάλη Έκρηξη.
Όπως ανέφερε η ερευνητική ομάδα σε συνέδριο αστροφυσικής στην Ιαπωνία, η πιθανότητα να οφείλεται η ένδειξη σε τυχαίο στατιστικό συμβάν είναι μόλις μία στις 200. Για να υποστηρίξει όμως κανείς ότι πράγματι ανίχνευσε σκοτεινή ύλη, η πιθανότητα λάθος θα έπρεπε να πέσει σε μία στα 3,5 εκατομμύρια.
Το επίμαχο σήμα «θα μπορούσε να είναι η πρώτη ένδειξη παρατήρησης της σκοτεινής ύλης» δήλωσε στο Reuters ο Σαμ Έρικσον του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, επικεφαλής της μελέτης. Τα ευρήματα που ανακοίνωσε η ομάδα του έχουν υποβληθεί για δημοσίευση στο Physical Review Letters, το κορυφαίο περιοδικό φυσικής.
«Είναι πάντως σημαντικό να τονίσουμε ότι, καθώς πρόκειται για ένα και μόνο συμβάν, δεν υποστηρίζουμε ότι πρόκειται όντως για σκοτεινή ύλη», διευκρίνισε.
H σκοτεινή ύλη παραμένει η επικρατέστερη εξήγηση για την ταχύτητα περιστροφής των γαλαξιών (ESA)
Η κανονική ύλη από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και τα παγκάκια πιστεύεται ότι αντιστοιχεί μόλις στο 15% της μάζας του Σύμπαντος. Το υπόλοιπο εκτιμάται ότι είναι σκοτεινή ύλη, η οποία δεν ανακλά και δεν απορροφά το φως και είναι επομένως εξ ορισμού αόρατη.
Αν και η ύπαρξή της δεν έχει αποδειχθεί, οι επιστήμονες συμπεραίνουν την παρουσία της από τη βαρυτική της επίδραση σε κοσμικές κλίμακες. Η ταχύτητα περιστροφής των γαλαξιών, για παράδειγμα, είναι αδύνατο να εξηγηθεί χωρίς αυτό το μυστηριώδες υλικό που παραμένει άφαντο.
Ο ανιχνευτής LUX-ZEPLIN βασίζεται στην ιδέα ότι, σε εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις, η σκοτεινή ύλη καταδέχεται να αλληλεπιδράσει με την ύλη που βλέπουμε. Αν και το σύστημα τέθηκε σε λειτουργία το 2021, μέχρι σήμερα δεν είχε καταγράψει καμίς σύγκρουση ανάμεσα σε σωματίδια σκοτεινής ύλης και τα άτομα ξένου.
Το σκεπτικό είναι ότι μια τέτοια σύγκρουση θα εξέπεμπε ακτινοβολία, από την οποία θα μπορούσαν να συμπεράνουν οι ερευνητές τι είδους σωματίδιο την προκάλεσε.
Το επίμαχο σήμα ήταν μια αμυδρή υπεριώδης λάμψη που συνοδεύτηκε από μια «πυρηνική ανάκρουση», το απότομο τίναγμα του πυρήνα ενός ατόμου ξένου.
Αν το σήμα ήταν πραγματικό, οι ερευνητές περιμένουν να καταγράψουν πολλά ακόμα στο μέλλον –ήδη η ομάδα του LZ έχει συλλέξει τρεις φορές περισσότερα δεδομένα από ό,τι χρησιμοποιήθηκαν στη νέα μελέτη, αναφέρει το Science.
Νέες ενδείξεις δεν αποκλείεται να προκύψουν στο μέλλον από τον ακόμα μεγαλύτερο ανιχνευτή PandaX που κατασκευάζεται στο Υπόγειο Εργαστήριο του Τζινπίνγκ στην Κίνα.
Η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε ωστόσο να αποτελείται από διαφορετικά σωματίδια αντί για WIMP.
Για τη διαλεύκανση του μυστηρίου οι φυσικοί ακολουθούν μια πληθώρα προσεγγίσεων, για παράδειγμα προσπαθώντας να δημιουργήσουν σωματίδια σκοτεινής ύλης σε επιταχυντές και εξετάζοντας τις βαρυτικές επιδράσεις της σκοτεινής ύλης στους γαλαξίες.
Υπάρχουν ωστόσο και επιστήμονες που πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη δεν υπάρχει, απλά την επινοήσαμε επειδή οι γνώσεις μας για τη βαρύτητα δεν είναι επαρκείς. Τη λύση, υποστηρίζουν, θα μπορούσε να δώσει η τροποποίηση της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάν που περιγράφει τη βαρύτητα.
Κεντρική εικόνα: Sanford Underground Research Facility
Πηγή: in.gr
03/09/2026
|
