Detektor XENON1T, mis on suurim "raske" tumeaine otsing, välistas tumeda aine kergete vormide olemasolu ja "rühmitas" esimesed vihjed selle salapärase aine ootamatult raskete osakeste olemasolust, teatasid projektis osalejad Itaalia Gran Sasso laboris toimunud pressikonverentsil.
„Siiani saab öelda ainult ühte - see neetud osake peidab meid ikka veel. Ühest küljest ei leidnud me jälgi selle olemasolust massvahemikus kuni 200 GeV. Teisest küljest ei välista meie mudelid raskemate WIMP-de olemasolu. Meil on selle kohta andmetes isegi vihjeid, ehkki nende statistiline olulisus on väike - ainult üks sigma, ja tahaksin uskuda, et see pole õnnetus, “ütles XENON1T koostöö ametlik esindaja Jelena Aprile.
Maailm tumeda ekraani taga
Pikka aega uskusid teadlased, et universum koosneb ainest, mida me näeme ja mis on kõigi tähtede, mustade aukude, udukogude, tolmuklastrite ja planeetide aluseks. Kuid esimesed vaatlused tähtede liikumiskiiruse kohta lähedalasuvates galaktikates näitasid, et nende äärelinnas asuvad tähed liiguvad neis võimatult suure kiirusega, mis oli umbes 10 korda suurem kui arvutused, mis põhinevad kõigi neis asuvate tähtede massil.
Selle põhjuseks oli täna teadlaste sõnul nn tumeaine - salapärane aine, mis moodustab umbes 75% Universumi aine massist. Tavaliselt on igas galaktikas umbes 8-10 korda rohkem tumedat ainet kui selle nähtava nõo peal ning see tume aine hoiab tähed paigas ja hoiab ära nende hajutamise.
Täna on peaaegu kõik teadlased veendunud tumeda aine olemasolus, kuid selle omadustele lisaks ilmselgele gravitatsioonilisele mõjule galaktikatele ja galaktikaparvedele on endiselt müsteerium ja astrofüüsikute ja kosmoloogide vaidluste objekt. Teadlased on pikka aega oletanud, et see koosneb ülirasketest ja "külmadest" osakestest - "vatitükkidest", mis ei avaldu mingil moel, välja arvatud nähtavate mate klastrite ligimeelitamine.
Teadlased üritavad tänapäeval selliseid osakesi leida hiiglaslike maa-aluste detektorite abil, mis on täidetud absoluutselt puhta ksenooniga. Väärisgaasi aatomite tuumad, nagu teadlased varem oletasid, pidid spetsiaalselt interakteeruma "WIMP-dega", mida oli võimalik tuvastada, jälgides veeldatud ksenooni sees asuvaid valguse välku.
Reklaamvideo:
Viimase kahe aastakümne jooksul on teadlased loonud kümmekond suureneva mahu ja massiga detektorit, millest ükski pole suutnud tuvastada ksenoon-WIMP interaktsioonide jälgi. Konkreetsed lootused olid seotud projektiga XENON1T - detektoriga, mis ehitati 2014. aastal Itaalia Gran Sasso laborisse ja mis sisaldab rekordiliselt 3,5 tonni ksenooni, mis on umbes 10-kordne kõigi konkurentide mass.
Universumi võti
Esimesed tulemused, mille XENON1T meeskond esitas eelmise aasta novembris, osutusid jälle "nulliks" - enam kui sajast füüsikust koosnev meeskond 21 maailma riigist ei suutnud leida väga laias massis ja energias olulisi jälgi "WIMP-de" olemasolust.
Aprile ja tema kolleegid tutvustasid täna täieliku andmestiku analüüsi tulemusi, mis kinnitas üldjoontes nende esialgseid leide koos mõne väiksema erandiga. Nagu teadlased märgivad, õnnestus neil välistada valguse "WIMP-de" olemasolu massidega 6 kuni 30 GeV ja praktiliselt nullida osakeste tuvastamise mass massiga kuni 200 GeV.
Teisest küljest ei ole nende kogutud andmed vastuolulised ja näitavad Aprile enda sõnul, et tumeda aine osakestel on tegelikult palju suurem mass, kui füüsikud varem oletasid.
„Meie ülesanne on praegu väga lihtne - peame lihtsalt jätkama vaatlemist ja samal ajal mürataset alandama ning tundlikkust suurendama. Nagu mulle tundub, saame kas pärast detektorite järgmist värskendust minna VIMP-de juurde või sulgeme lõpuks nende olemasolu küsimuse,”jätkab füüsik.
Tema sõnul monteerivad XENON1T osalejad juba detektori uut versiooni, mille ksenooni mass suureneb nelja tonnini ja häirete tase väheneb vähemalt 10 korda. Selle paigaldamine valmib sel aastal ja esimesed teaduslikud andmed saab ta 2019. aasta keskel.
