Sipas studiuesve Energjia e Errët mund të jetë përgjegjëse për sinjalet misterioze të eksperimentit

Një ekip fizikantësh në Universitetin e Kembrixhit dyshon se energjia e errët mund të ketë ngatërruar rezultatet nga eksperimenti XENON1T, një seri vazosh nëntokësore me ksenon që po përdoren për të kërkuar materien e errët.

Materia e errët dhe energjia e errët janë dy nga problemet më të diskutuara të fizikës bashkëkohore. Dy errësirat janë emra mbajtëse vendesh për diçka misterioze që duket se po ndikojnë në sjelljen e universit dhe gjërat në të. Materia e errët i referohet masës në dukje të padukshme që e bën veten të njohur vetëm përmes efekteve të saj gravitacionale. Energjia e errët i referohet arsyes ende të pashpjegueshme të zgjerimit të përshpejtuar të universit. Lënda e errët mendohet se përbën rreth 27% të universit, ndërsa energjia e errët është 68%, sipas NASA-s.

Fizikanët kanë disa ide për të shpjeguar materien e errët: aksione, WIMP, SIMP dhe vrimat e zeza primitive, për të përmendur disa. Por energjia e errët është shumë më enigmatike, dhe tani një grup studiuesish që punojnë në të dhënat e XENON1T thonë se një tepricë e papritur e aktivitetit mund të jetë për shkak të asaj force të panjohur, në vend të ndonjë kandidati të materies së errët. Hulumtimi i ekipit u publikua këtë javë në Physical Review D.

Eksperimenti XENON1T, i varrosur poshtë maleve Apenine të Italisë, është krijuar për të qenë sa më larg çdo zhurme të jetë e mundur. Ai përbëhet nga vazo me ksenon të lëngshëm që do të ndizen nëse ndërveprojnë me një grimcë që kalon. Siç është raportuar më parë nga Gizmodo, në qershor 2020, ekipi XENON1T raportoi se projekti po shihte më shumë ndërveprime sesa duhet të ishte sipas Modelit Standard të fizikës, që do të thotë se mund të zbulonte grimca nënatomike të teorizuara si aksione – ose diçka mund të ishte e prishur me eksperimenti.

“Këto lloj tepricash janë shpesh rastësi, por herë pas here ato gjithashtu mund të çojnë në zbulime themelore,” tha Luca Visinelli, një studiues në Laboratorët Kombëtarë Frascati në Itali dhe një bashkautor i studimit, në një botim të Universitetit të Kembrixhit. . “Ne hulumtuam një model në të cilin ky sinjal mund t’i atribuohet energjisë së errët, në vend të lëndës së errët që eksperimenti fillimisht u krijua për të zbuluar.”

“Së pari duhet të dimë se kjo nuk ishte thjesht një rastësi,” shtoi Visinelli. “Nëse XENON1T vërtet pa diçka, do të prisnit të shihnit një tepricë të ngjashme përsëri në eksperimentet e ardhshme, por këtë herë me një sinjal shumë më të fortë.”

Pavarësisht se përbën një pjesë të madhe të universit, energjia e errët ende nuk është identifikuar. Shumë modele sugjerojnë se mund të ketë një forcë të pestë përveç katër forcave të njohura themelore në univers, një që fshihet derisa të arrini tek disa nga fenomenet në shkallë më të madhe, si zgjerimi gjithnjë e më i shpejtë i universit.

Aksionet që dilnin nga Dielli dukeshin një shpjegim i mundshëm për sinjalin e tepërt, por kishte vrima në këtë ide, pasi do të kërkonte një rimendim të asaj që dimë për yjet. “Edhe Dielli ynë nuk do të pajtohej me modelet dhe eksperimentet më të mira teorike si tani”, tha një studiues për Gizmodo vitin e kaluar.

Një pjesë e problemit me kërkimin e energjisë së errët janë “grimcat e kameleonit” (të njohura gjithashtu si aksione diellore ose kameleonët diellorë), të ashtuquajturat për aftësinë e tyre të teorizuar për të ndryshuar në masë bazuar në sasinë e materies rreth tyre. Kjo do ta bënte masën e grimcave më të madhe kur kalojnë nëpër një objekt të dendur si Toka dhe do ta bënte më të vogël forcën e tyre në masat përreth, siç shpjegoi New Atlas në 2019. Ekipi i fundit hulumtues ndërtoi një model që përdor ekranin e kameleonit për të hetuar se si sillet energjia e errët në shkallë shumë përtej asaj të universit të dendur lokal.

“Ekzaminimi ynë i kameleonit mbyll prodhimin e grimcave të energjisë së errët në objekte shumë të dendura, duke shmangur problemet me të cilat përballen aksione diellore,” tha autori kryesor Sunny Vagnozzi, një kozmolog në Institutin Kavli për Kozmologjinë e Kembrixhit, në një njoftim universitar. “Ai na lejon gjithashtu të shkëputim atë që ndodh në Universin lokal shumë të dendur nga ajo që ndodh në shkallët më të mëdha, ku dendësia është jashtëzakonisht e ulët.”

Modeli i lejoi ekipit të kuptonte se si do të sillej XENON1T nëse energjia e errët do të prodhohej në një rajon magnetikisht të fortë të Diellit. Llogaritjet e tyre treguan se energjia e errët mund të zbulohej me XENON1T.

Meqenëse teprica u zbulua për herë të parë, ekipi XENON1T “u përpoq në çfarëdo mënyre ta shkatërronte atë”, siç i tha një studiues për New York Times. Kokëfortësia e sinjalit është sa befasuese aq edhe emocionuese.

“Autorët propozojnë një mundësi emocionuese dhe interesante për të zgjeruar shtrirjen e eksperimenteve të zbulimit të lëndës së errët drejt zbulimit të drejtpërdrejtë të energjisë së errët,” i tha Gizmodo në një email Zara Bagdasarian, një fizikane në UC Berkeley, e cila nuk ishte e lidhur me punimin e fundit. “Studimi i rastit të tepricës së XENON1T nuk është përfundimisht përfundimtar dhe ne duhet të presim për më shumë të dhëna nga më shumë eksperimente për të testuar vlefshmërinë e idesë së kameleonëve diellorë.”

Gjenerata e ardhshme e XENON1T, e quajtur XENONnT, është planifikuar të ketë ekzekutimet e saj të para eksperimentale më vonë këtë vit. Përmirësimet e eksperimentit shpresojmë se do të mbyllin çdo zhurmë dhe do t’i ndihmojnë fizikanët të kuptojnë se çfarë saktësisht po ngatërron me detektorin nëntokësor.