Таинственная и неуловимая сила, заставляющая Вселенную расширяться, похоже, повлияла на результаты физического эксперимента, который проводился глубоко под Апеннинскими горами в Италии.
Звучит как начало фантастического романа. Но в данном случае речь не о научной фантастике, а о темной энергии, сущность которой продолжает быть предметом ожесточенных научных споров.
Ранее мы подробно рассказывали о том, как физики установили, что 68% энергии во Вселенной приходится именно на темную энергию.
Ученые также вычислили, что все видимые объекты, от крохотных микроорганизмов до звезд и галактик, составляют лишь 5% вещества Вселенной. Остальное скрывается в буквальном и переносном смысле во тьме: 68% из этого "ничто" является темной энергией, а еще 27% — темной материей.
Все эти выводы сделаны исключительно на основании математических расчетов, поэтому ученые неустанно ищут способ создать физическую ловушку для темной материи, чтобы доказать ее существование.
Однако на то эта материя и темная, что увидеть или как-то по-иному ее "почувствовать" невозможно. Дело в том, что она не участвует в электромагнитном взаимодействии. Однако темная материя все же может выдать себя, столкнувшись с частицей обычной материи. А с помощью нужного оборудования это столкновение можно засечь.
Именно для этого был сконструирован детектор темной материи XENON1T — огромный резервуар жидкого ксенона, расположенный глубоко под землей.
Идея его создателей заключалась в том, что пролетающие сквозь резервуар частицы темной материи заставят атомы ксенона произвести вспышку света и свободных электронов, что вполне возможно засечь с помощью существующих датчиков.
Конечно же, такие вспышки могут вызвать и частицы обычной материи, неизбежно создавая фоновый шум. Физики рассчитали ожидаемый уровень этого шума, чтобы затем проверить, не был ли на его фоне зафиксирован долгожданный сигнал от тёмной материи.
В 2020 году подобный сигнал, или излишек, был наконец-то зафиксирован.
Поначалу этот излишек объяснили воздействием на атомы ксенона сверхлегких гипотетических частиц, летящих от Солнца — солнечных аксионов. Однако эта гипотеза не сошлась с результатами наблюдений.
Чтобы объяснить сигнал, пойманный детекторами XENON1T, было бы необходимо такое количество аксионов, которое бы изменило эволюцию звёзд массивнее Солнца. Но мы не наблюдаем подобных изменений.
Тогда авторы работы предположили, что на результаты наблюдений могла повлиять темная энергия.
Исследователи построили физическую модель, в которой использовался механизм проверки, известный как "отсев хамелеонов". Хамелеонами называют гипотетические частицы темной энергии, скрывающиеся от глаз учёных.
С помощью этой модели авторы работы показали, что происходило бы в детекторе, если бы темная энергия происходила из области в Солнце под названием тахоклин. В этой области наблюдаются особенно мощные магнитные поля.
В итоге вычисления ученых показали, что такие эксперименты, как XENON1T, могут использоваться для поиска не только темной материи, но и темной энергии.
Правда, происхождение полученного сигнала предстоит проверить дополнительно.
Если детектор действительно зафиксировал сигнал от темной энергии, дополнительные эксперименты должны будут выявить похожий излишек в будущем. И он, скорее всего, будет заметен гораздо сильнее первого.
Подписывайтесь на наш канал в Дзен! Еще больше интересного: https://zen.yandex.ru/vesti.ru
