Tamsiosios medžiagos medžioklė vis dar bevaisė

Italijoje, giliai po žeme vykstantis eksperimentas XENON100 yra vienas iš saujelės bandymų tiesiogiai aptikti tamsiąją medžiagą, materiją, kurios, kaip manoma, visatoje yra daugybė, tačiau teleskopu jos pamatyti neįmanoma. Astronomai gali fiksuoti tamsiosios medžiagos gravitacinį poveikį įprastai medžiagai, tačiau tiesiogiai jos nustatyti kol kas nepavyko, rašo SPACE.com.

Nors kelios mokslininkų komandos pranešė potencialiai pastebėję šią keistą medžiagą, nauji XENON100 eksperimento, kuris, kaip teigia mokslininkai, turi jautriausios paieškos galimybes, rezultatai leidžia manyti, kad gautieji pozityvūs signalai nebuvo tamsioji medžiaga. Jei būtų buvę priešingai, XENON100 jau būtų užfiksavęs dešimtis tokių įvykių, nebent tamsiosios medžiagos savybės yra kitokios, nei manoma.

„Tamsiosios medžiagos dalelėms pavyksta prasprūsti pro mūsų prietaisus, tačiau tęsdami savo paiešką mes įgauname vis daugiau žinių ir tikime, kad netrukus mums pavyks jas aptikti“, – teigė Kolumbijos universiteto fizikos profesorė ir XENON100 eksperimento atstovė spaudai Elena Aprile.

XENON100 – tai nerūdijančio plieno konteineris, pripildytas skaidraus skysto ksenono, kur taip pat įrengtos dvi itin jautrios kameros. Jei tamsiosios medžiagos dalelė kliudytų detektorių, kameros užfiksuotų susidūrimo metu atsiradusį poveikio signalą.

Eksperimentas vykdomas 1,520 metrų po žeme įrengtoje Italijos Gran Sasso požeminėje laboratorijoje. Patalpos sienos padengtos švinu ir variu, kurie, taip pat kaip ir virš patalpų esančios uolienos, padeda filtruoti radiaciją bei iš kosmoso sklindančią kosminę spinduliuotę, kuri gali būti klaidingai palaikyta tamsiąja medžiaga.

Tyrėjai naudoja ksenoną, nes tai vieni sunkiausių atomų periodinėje lentelėje. Ksenonas yra tris kartus tankesnis nei vanduo, o tai gerokai padidina galimybę, kad tamsiosios medžiagos dalelė su vienu iš medžiagos atomu susidurs ir bus gautas signalas. Toks netiesioginis tamsiosios medžiagos dalelių paieškos metodas naudojamas todėl, kad šios dalelės WIMP (Weakly Interactive Massive Particles) su įprastine materija nesąveikauja elektromagnetine sąveika ir vienintelis būdas jas užfiksuoti - priversti susidurti su įprastinės medžiagos atomais. Kadangi tyrimai vyksta giliai po žeme izoliuotoje aplinkoje, iki ksenono atomų galėtų prasiskverbti tik inertiškos tamsiosios medžiagos dalelės, kur jų susidūrimą su įprastiniais atomais jau fiksuotų jutikliai.

„Skystas ksenonas yra puiki medžiaga WIMP dalelėms gaudyti ir studijuoti“, – teigė E. Aprile.

DAMA/LIBRA tyrėjų grupė iš Romos Tor Vergata universiteto buvo vieni iš pirmųjų, tvirtinančių, kad panašaus eksperimento metu surado tamsiąją medžiagą. Praėjusių metų vasarį signalą, rodantį tamsiosios medžiagos buvimą, paskelbė užfiksavę ir mokslininkai iš JAV universiteto. Tačiau naujausi XENON100 eksperimento rezultatai verčia abejoti abiem šiais tvirtinimais, teigia tyrėjai.