Διάστημα
Ένα μυστηριώδες σήμα που εντοπίστηκε σε βάθος περίπου 1,6 χιλιομέτρου κάτω από την επιφάνεια της Γης ενδέχεται να οδηγήσει σε μια σημαντική εξέλιξη στην έρευνα για τη σκοτεινή ύλη.
Το σήμα καταγράφηκε στο Sanford Underground Research Facility, στη Νότια Ντακότα των ΗΠΑ, σε εγκατάσταση που βρίσκεται μέσα σε περιοχή όπου λειτουργούσε παλαιότερα ορυχείο χρυσού.
Οι ερευνητές που συμμετέχουν στο πείραμα LUX-ZEPLIN (LZ) ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν μία αλληλεπίδραση η οποία παρουσιάζει χαρακτηριστικά συμβατά με εκείνα που θα περίμεναν από ένα υποθετικό σωματίδιο σκοτεινής ύλης, γνωστό ως WIMP.
Ο όρος WIMP προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων «Weakly Interacting Massive Particle», δηλαδή «Ασθενώς Αλληλεπιδρών Βαρύ Σωματίδιο».
Η «αόρατη» ύλη του Σύμπαντος
Η σκοτεινή ύλη παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης φυσικής. Δεν εκπέμπει και δεν αντανακλά φως, με αποτέλεσμα να μην μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα με τα τηλεσκόπια.
Οι επιστήμονες, ωστόσο, θεωρούν ότι υπάρχει, καθώς η βαρυτική της επίδραση φαίνεται να επηρεάζει την κίνηση των άστρων και τη δομή των γαλαξιών.
Με απλά λόγια, η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι λειτουργεί σαν μια «αόρατη κόλλα», η οποία συμβάλλει στη συγκράτηση των γαλαξιών.
Η συνηθισμένη, ορατή ύλη από την οποία αποτελούνται τα άστρα, οι πλανήτες και οι άνθρωποι αποτελεί μόνο ένα μικρό μέρος της συνολικής ύλης του Σύμπαντος.
Τι ακριβώς κατέγραψε το LZ
Το πείραμα LUX-ZEPLIN έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αναζητά εξαιρετικά σπάνιες αλληλεπιδράσεις μεταξύ υποθετικών σωματιδίων σκοτεινής ύλης και της συνηθισμένης ύλης.
Ο ανιχνευτής περιέχει περίπου 10 τόνους υγρού ξένου. Η λογική του πειράματος είναι ότι, εάν ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης συγκρουστεί με έναν πυρήνα ξένου, μπορεί να μεταφέρει ένα μικρό ποσό ενέργειας.
Αυτή η αλληλεπίδραση μπορεί να προκαλέσει μια πολύ μικρή λάμψη φωτός, την οποία μπορούν να καταγράψουν οι ευαίσθητοι αισθητήρες του ανιχνευτή.
Οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι κατέγραψαν ένα τέτοιο γεγονός, το οποίο παρουσιάζει χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να συμβαδίζουν με την αλληλεπίδραση ενός WIMP με ένα άτομο ξένου.
«Θα μπορούσε να είναι η πρώτη παρατήρηση»
Ο φυσικός σωματιδίων του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ και κύριος συγγραφέας της μελέτης, Sam Eriksen, δήλωσε στο Reuters ότι η παρατήρηση «θα μπορούσε να είναι η πρώτη παρατήρηση σκοτεινής ύλης».
Οι επιστήμονες, ωστόσο, αποφεύγουν να χαρακτηρίσουν το εύρημα ως οριστική ανακάλυψη.
Ο λόγος είναι ότι μέχρι στιγμής πρόκειται για ένα και μόνο γεγονός και δεν έχει επιτευχθεί το απαιτούμενο στατιστικό επίπεδο που απαιτείται για να θεωρηθεί επιστημονικά αποδεδειγμένη η ανακάλυψη.
«Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, καθώς πρόκειται απλώς για ένα μεμονωμένο γεγονός, δεν μπορούμε να ισχυριστούμε ότι πρόκειται για σκοτεινή ύλη», ανέφερε ο Eriksen.
Όπως εξήγησε, η ερευνητική ομάδα πραγματοποιεί επιπλέον ελέγχους προκειμένου να αποκλείσει άλλες πιθανές εξηγήσεις για το σήμα που καταγράφηκε.
«Πρέπει να είμαστε εξαιρετικά προσεκτικοί»
Στο ίδιο μήκος κύματος κινήθηκε και η αστροφυσικός του UCLA και συν-συγγραφέας της μελέτης, Alvine Kamaha.
«Ίσως έχουμε ανακαλύψει κάτι εξαιρετικό, αλλά πρέπει να είμαστε εξαιρετικά προσεκτικοί πριν καταλήξουμε σε αυτό το συμπέρασμα», τόνισε.
Οι επιστήμονες θα συνεχίσουν τις μετρήσεις και την ανάλυση των δεδομένων, αναζητώντας περισσότερα παρόμοια γεγονότα.
Εάν καταγραφούν επαναλαμβανόμενα σήματα με τα ίδια χαρακτηριστικά και αποκλειστούν άλλες πιθανές πηγές, τότε το εύρημα θα μπορούσε να αποκτήσει πολύ μεγαλύτερη σημασία.
Προς το παρόν, λοιπόν, οι ερευνητές κάνουν λόγο για ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον εύρημα που ενδέχεται να σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη, χωρίς να μπορούν ακόμη να πουν ότι την εντόπισαν οριστικά.
