Οι ερευνητές κατέγραψαν μια αλληλεπίδραση σωματιδίων στο Υπόγειο Ερευνητικό Κέντρο Σάνφορντ, το οποίο στεγάζεται σε ένα παλιό ορυχείο χρυσού στην περιοχή Μπλακ Χιλς. Η αλληλεπίδραση αυτή ενδέχεται να σχετίζεται με ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται WIMP (Weakly Interacting Massive Particle / Ασθενώς Αλληλεπιδρών Σωματίδιο με Μάζα), το οποίο θεωρείται ένας από τους επικρατέστερους «υποψηφίους» για τη σκοτεινή ύλη.
Η συμβατική ύλη συγκροτεί τα αστέρια, τους πλανήτες, τους ανθρώπους και καθετί που βλέπουμε γύρω μας. Ωστόσο, αποτελεί μόλις το 15% του συνόλου της ύλης στο σύμπαν. Το υπόλοιπο 85% θεωρείται ότι είναι σκοτεινή ύλη, η οποία δεν εκπέμπει και δεν ανακλά φως, με αποτέλεσμα να παραμένει αόρατη τόσο στο ανθρώπινο μάτι όσο και στα τηλεσκόπια. Παρ’ όλα αυτά, οι επιστήμονες είναι βέβαιοι για την ύπαρξή της, παρατηρώντας τα βαρυτικά της αποτελέσματα σε γαλαξιακή κλίμακα.
Ίσως η πρώτη ένδειξη σκοτεινής ύλης
Ο φυσικός σωματιδίων Σαμ Έρικσεν από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στην Αγγλία, επικεφαλής της μελέτης, ανέφερε ότι τα ευρήματα «ίσως αποτελούν την πρώτη ένδειξη εντοπισμού της σκοτεινής ύλης».
Η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι αλληλεπιδρά εξαιρετικά σπάνια με τη συμβατική ύλη. Το πείραμα LUX-ZEPLIN (LZ), στο πλαίσιο του οποίου έγινε η παρατήρηση, έχει σχεδιαστεί ειδικά για να εντοπίζει τέτοιες σπάνιες αλληλεπιδράσεις και είναι βελτιστοποιημένο για την αναζήτηση σωματιδίων WIMP.
Για τις ανάγκες του πειράματος χρησιμοποιούνται 10 τόνοι υγρού ξένου μέσα σε έναν ανιχνευτή, ένα μεγάλο κυλινδρικό δοχείο, τη διαχείριση του οποίου έχει το Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Μπέρκλεϊ του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.
Οι ερευνητές αναζητούν περιπτώσεις όπου η σκοτεινή ύλη «σκεδάζεται», δηλαδή προσκρούει και εκτρέπεται πάνω σε άτομα ξένου. Κάθε φορά που ένα σωματίδιο εκτρέπεται, παράγονται λάμψεις φωτός, με τις ιδιότητές τους να αποκαλύπτουν την ταυτότητα του σωματιδίου που αλληλεπέδρασε με το ξένο.
Σε ανακοίνωση που έγινε την Τρίτη σε επιστημονικό συνέδριο στην Ιαπωνία, καθώς και στη σχετική μελέτη που υποβλήθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, οι επιστήμονες περιέγραψαν τον εντοπισμό μιας αλληλεπίδρασης ανάμεσα σε ένα άτομο ξένου και ένα άλλο σωματίδιο. Η συμπεριφορά του σωματιδίου αυτού φάνηκε να ταιριάζει με τη θεωρητική συμπεριφορά ενός WIMP.
Όπως εξήγησαν, αυτό που πιθανότατα παρατήρησαν ήταν η σύγκρουση ενός WIMP με τον πυρήνα ενός ατόμου ξένου. Η σύγκρουση μετέφερε μια μικρή ποσότητα ενέργειας, προκαλώντας μια αμυδρή λάμψη υπεριώδους φωτός που καταγράφηκε στον εξοπλισμό, ενώ ο πυρήνας του ατόμου ξένου μετατοπίστηκε απότομα προς τα εμπρός.
«Ένα μεμονωμένο περιστατικό»
Παρότι οι ερευνητές σημείωσαν ότι η αλληλεπίδραση συμπεριφέρθηκε ακριβώς όπως θα ανέμεναν από ένα σωματίδιο WIMP, ξεκαθάρισαν ότι η παρατήρηση δεν καλύπτει ακόμη τα αυστηρά στατιστικά όρια που απαιτούνται για να ανακοινωθεί επίσημα μια ανακάλυψη.
«Το σημαντικό είναι ότι πρόκειται για ένα και μόνο συμβάν, οπότε δεν υποστηρίζουμε ότι ανακαλύψαμε τη σκοτεινή ύλη», τόνισε ο Έρικσεν.
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται τώρα για να αποκλείσει κάθε άλλη πιθανή ερμηνεία.
«Ίσως βρισκόμαστε μπροστά σε κάτι εξαιρετικό, αλλά οφείλουμε να είμαστε απόλυτα αυστηροί πριν καταλήξουμε σε συμπεράσματα», ανέφερε η Αλβίν Καμαχά, αστροφυσικός στο UCLA και συνμετέχουσα στη μελέτη.
Η ακριβής φύση της σκοτεινής ύλης παραμένει άγνωστη για την επιστημονική κοινότητα, όπως συμβαίνει και με τη σκοτεινή ενέργεια, τη μυστηριώδη αυτή κοσμική δύναμη.
«Κάθε δευτερόλεπτο, εκατομμύρια σωματίδια σκοτεινής ύλης μπορεί να περνούν μέσα από το σώμα μας, χωρίς σχεδόν κανένα από αυτά να αλληλεπιδρά ποτέ με τα άτομα του οργανισμού μας», εξήγησε η Καμαχά.
Μια επικρατούσα υπόθεση υποστηρίζει ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από ένα είδος σωματιδίου που δημιουργήθηκε στα πρώτα στάδια του σύμπαντος και υπάρχει μέχρι σήμερα.
«Όταν παρατηρούμε γαλαξίες και γαλαξιακά σμήνη, βλέπουμε ότι συμπεριφέρονται σαν να έχουν πολύ μεγαλύτερη μάζα από αυτή που μπορούμε να δούμε. Επομένως, παρότι δεν βλέπουμε την ίδια τη σκοτεινή ύλη, παρατηρούμε τις βαρυτικές της επιδράσεις», σημείωσε η ίδια.
«Μπορούμε να φανταστούμε τη σκοτεινή ύλη σαν μια “κοσμική κόλλα” που βοήθησε να σχηματιστούν γαλαξίες όπως ο δικός μας, ο Γαλαξίας μας. Χωρίς αυτήν, το σύμπαν θα είχε εξελιχθεί πολύ διαφορετικά και οι δομές που οδήγησαν τελικά στο ηλιακό μας σύστημα μπορεί να μην είχαν δημιουργηθεί ποτέ», πρόσθεσε.
Πηγή: pagenews.gr