بسیار حساس و ماده تاریک آزمایش تشخیص چیزی عجیب و غریب

یک سیگنال مرموز به نظر می رسد در یک بسیار حساس و ماده تاریک-شکار آزمایش. و پس از بیش از یک سال از تلاش برای متقاعد کردن خود را که آنها به دنبال سر و صدا دانشمندان فکر می کنم آنها ممکن است چیزی جدید.

امروز دانشمندان در پشت XENON1T ماده تاریک آزمایش گزارش نتیجه یک جستجو از طریق آن داده ها به صورت ذرات که با تعامل الکترون در آن تشخیص متوسط. آنها به کشف شواهدی از حد و یا تعامل بیشتر با آشکارساز نسبت به مدل استاندارد فیزیک ذرات را پیش بینی کند. آنها نمی دانند چه چیزی باعث سیگنال نشده است; آن ممکن است نادر اما دنیوی رویداد و یا آن را می تواند شواهدی از برخی دیگر ناشناخته فیزیک پدیده است.

"ما wracking مغز ما در اطراف آنچه در آن می تواند" لورا Baudis دانشگاه زوریخ ذرات اخترفیزیکدان گفت: Gizmodo. او توضیح داد که دانشگاه زوریخ محقق میشل گالووی در آنجا ماند تا در اواخر شب به منظور کار در کنار دانشگاه شیکاگو فارغ التحصیل و دانشجو اوان Shockley و دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو دانشجو Jingqiang شما در تکمیل تجزیه و تحلیل.

XENON1T یک آزمایش حاوی 3.2 تن از عنصر زنون به خاک سپرده عمیق در داخل یک کوه در INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso در ایتالیا است که جمع آوری داده ها از سال 2016 تا 2018. آزمایش نشسته در انتظار برای ذرات است که به سختی ارتباط برقرار کردن با توجه به علت کمی دست کشیدن به زنون هسته یا خود الکترون آزاد کوچک چشمک می زند از نور شناسایی توسط سنسور در و دیوار از آزمایش. زنون همکاری را دانشمندان امید به کشف هویت واقعی ماده تاریک مرموز چیزهای که جاذبه به نظر می رسد به عنوان جهان داربست اما که ما در فیزیک ذرات تئوری های شکست را توضیح دهد. تا به حال آزمایش داده نشده نشان داد گونه جدید و پدیده های فیزیکی است.

اما XENON1T داده های گرفته شده از فوریه سال 2017 به فوریه 2018 نشان داد غیر منتظره بیش از مصرف انرژی در تعامل با زنون الکترون—285 حوادث به جای انتظار 232 حوادث با توجه به مقاله نوشته شده امروز در XENON1T سایت.

فیزیکدانان باید فرضهای مختلف منابع بالقوه بیش از حد, تست ایده های خود را در برابر داده ها. آنها وارد سه به احتمال زیاد منابع: شاید مشاهده نشده نظری ذرات به نام axion زده آشکارساز پس از سفر از خورشید است. شاید یک ملک از neutrino ذراتبه نام آن مغناطیسی لحظه بالاتر است از آنچه قبلا پیش بینی شده است. یا شاید آنها به سادگی کشف یک حساب نشده-برای پس زمینه رادیو اکتیو فرایند فروپاشی هیدروژن ایزوتوپ به نام تریتیوم. فقط چند تریتیوم اتم پاشیده به دو تن در غیر این صورت فوق خالص زنون تولید می شود می تواند سیگنال.

Axions یک استدلال, کم جرم ذرات به منظور حل مسائل فیزیک به نام قوی-CP مشکل است که می پرسد چرا ذرات زیر اتمی به نام کوارک دنبال همان قوانین فیزیک هنگامی که شما آنها را با جایگزین خود را در آینه تصویر با مخالف اتهام زمانی که هیچ دلیلی وجود دارد که آنها را به. اگر axions وجود داشتند و سپس دانشمندان پیش بینی می کنند که خورشید را تولید و آنها را در هسته خود, و ما می تواند احتمالا قادر به تشخیص آنها از زمین است. Axions نیز یک پیشنهاد مقصر به توضیح دهد که حداقل برخی از ماده تاریک.

خورشیدی axions عبور از آشکارساز را نگاه بسیاری مانند سیگنال های که محققان مشاهده با 3.5-سیگما اهمیت این معنی که وجود دارد یک 99.98% شانس که مشاهده سیگنال نیست ناشی از معمولی فیزیک فرآیندهای. اما معرفی تریتیوم پوسیدگی به عنوان یکی دیگر از زمینه روند کاهش اهمیت به 2 سیگما یا 95% شانس که معمولی فیزیک تعاملات علاوه پوسیدگی تریتیوم نمی تواند سیگنال Baudis گفت. داده های بیشتر به راحتی می تواند در از بین بردن چنین نوسانات و در گذشته. فیزیکدانان ذرات در تلاش برای 5-سیگما اهمیت به منظور اعلام یک کشف است.

فیزیکدانان دیگر تحت تاثیر قرار گرفته بودند با مقدار کار و فکر کردم که رفت به تجزیه و تحلیل و با حساسیت آشکارساز—اما آنها خواست با احتیاط تفسیر نتایج. "آنها را انجام داده ایم فوق العاده کار خوب درک سابقه و هدف خود را" باب Jacobsen در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و استاد و نه درگیر در این کار گفت: Gizmodo. اما او اشاره کرد که به سادگی وجود دارد نیست مقدار زیادی از داده ها به اینجا نگاه کنید. "این واقعا جالب نکات."

خاویر ردندو فیزیکدان در دانشگاه Zargoza در اسپانیا گفت: Gizmodo در یک ایمیل که سیگنال شبیه خورشیدی axions بودند عبور XENON1T. او گفت: "اگر فرضی axion ذرات تولید شده توسط خورشید شد برای ایجاد این سیگنال و سپس آن را به معنی قوی تر تعامل بین axions و الکترون ها از تئوری پیش بینی کرد امروز.

"حتی خورشید ما نه موافق با بهترین مدلهای نظری و آزمایش به عنوان به خوبی به عنوان آن را در حال حاضر," او گفت:. خورشیدی axion خواص ضمنی توسط XENON1T آزمایش را در نتیجه خورشید در حال داغتر از ستاره شناسان پیش بینی و تولید به مراتب بیشتر نوترينو از ستاره شناسان مشاهده است. او گفت که به منظور تجزیه و تحلیل او را متقاعد کند که خورشیدی axions باعث شد بیش از حد او می خواهم می خواهم برای دیدن یک سیگار-تفنگ امضای مانند خورشیدی axions ظاهر شدن در آزمایش های اختصاصی به نام مغناطیسی خورشیدی helioscopes. شاید برخی دیگر ناشناخته ذرات باعث سیگنال, او گفت:.

کشف علت واقعی این سیگنال را به کار بیشتر. مجموعه ای از آزمایش های مشابه مانند LZ آزمایش در سنفورد زیرزمینی مرکز تحقیقات در داکوتای جنوبی و PandaX در چین پینگ آزمایشگاه زیرزمینی در سیچوان چین خواهد شد به احتمال زیاد به دنبال خود تجزیه و تحلیل کنید و ببینید اگر آنها پیدا کردن همان سیگنال. این XENON1T آزمایش به زودی یک ارتقا برای تبدیل شدن به XENONnT—در حال حاضر حتی بیشتر مایع زنون—و پس از آن فیزیکدانان می توانید تکرار این تجزیه و تحلیل. XENONnT و مغناطیسی خورشیدی helioscopes باید قادر به نقطه و توضیح این سیگنال بیشتر به راحتی اگر سیگنال نگه می دارد ، "در بسیاری از ifs" Baudis گفت.

چنین است راه فیزیک; گاهی, جالب ترین سیگنال های دروغ در دورترین رسد از یک آزمایش حساسیت و نمی رخ می دهد اغلب به اندازه کافی برای فیزیکدانان به ادعای کشف. در حالی که همه ما امیدواریم که این سیگنال را به نوبه خود به برخی از ویژگی های غیر قابل توضیح از جهان گاهی اوقات آنها فقط عادی فروپاشی یک زن و شوهر از مزاحم رادیواکتیو اتم. در حال حاضر فیزیکدانان نمی دانم آنچه آنها دنبال آن هستید. همه آنها می گویند این است که آن را قطعا جالب است.