Bręsta sensacija - mokslininkai skelbia aptikę aksionus

Aksionai yra nepatvirtintos, hipotetinės ypač lengvos dalelės, esančios už Standartinio fizikos modelio, apibūdinančio subatominių dalelių elgesį, ribų. Fizikai teoretikai pirmą kartą apie aksionų egzistavimą prakalbo aštuntajame dešimtmetyje – teorijose tuo metu akivaizdžiai trūko kažko, kas paaiškintų stiprią jėgą, kuri jungia daleles, vadinamas kvarkais.

Tačiau nuo tada aksionai tapo populiariu tamsiosios medžiagos paaiškinimu – paslaptingosios medžiagos, kuri sudaro 85 proc. Visatos masės, tačiau neskleidžia šviesos.

Tačiau net jei šios dalelės ir bus patvirtintos, dar nežinia, ar šie aksionai iš tikrųjų išlygins stipriosios jėgos asimetriją. Ir jie taip pat nepaaiškins didelės dalies trūkstamos masės Visatoje, sakė eksperimentą atlikęs Tokijo universiteto fizikas Kai Martensas.

Šie aksionai, kurie, panašu, sklinda iš Saulės, neveikia taip, kaip „šaltoji tamsi medžiaga“, kuri užpildo erdvę aplink galaktikas. Taip pat tai būtų dalelės, naujai atsiradusios Saulės viduje – kai didžioji dalis ten esančios šaltos tamsiosios medžiagos egzistuoja nepakitusi milijardus metų nuo ankstyvųjų Visatos laikų.

Ir tiesą sakant, net iki galo neaišku, ar aksionai iš tiesų buvo aptikti. Nepaisant dvejus metus trukusio duomenų rinkimo, užuomina apie signalą vis dar menka – palyginti su tuo, ko reikalauja fizikos mokslas, kai norima pranešti apie naujos dalelės atradimą.

Ir gali būti, kad laikui bėgant bei gavus daugiau duomenų, įrodymai apie signalą išvis išnyks, portalui „Live Science“ sako K.Martensas.

Tačiau šiuo metu panašu, kad signalas buvo. Jis užfiksuotas tamsiame požeminiame 3,5 tonos skysto ksenono rezervuare – tai eksperimentas XENON1T, vykdytas Gran Sasso nacionalinėje laboratorijoje Italijoje. Mažiausiai du kiti fizikiniai efektai galėtų paaiškinti XENON1T duomenis, tačiau tyrėjai išbandė keletą teorijų ir nustatė, kad labiausiai tikėtinas gautųjų rezultatų paaiškinimas yra būtent iš mūsų Saulės sklindantys aksionai.

Kol kas tyrimas dar nėra pateiktas recenzavimui, apie galimą atradimą trečiadienį buvo informuoti tik žurnalistai.

„Jei tai pasitvirtins – bet tas „jei“ čia yra labai didelis – tai šioje fizikos srityje čia bus didžiausias atradimas nuo tada, kai buvo atrasta, kad Visatos plėtimasis greitėja“, – portalui „Live Science“ sako Niu Hampšyro universiteto fizikė ir kosmologė Chanda Prescod-Weinstein, kuri nesusijusi su aksionų atradimu.

(1998 m. buvo atrasta, kad Visata ne tik plečiasi, bet kad tas plėtimasis dar ir greitėja).

Projektas „XENON“ stebi mažus šviesos blyksnius tamsiose, izoliuotose ksenono talpyklose – kurių didžiausias pavyzdys iki šiol yra eksperimentas „XENON1T“, vykdytas nuo 2016 iki 2018 m.

Į ekranuotą nuo daugumos spinduliuotės šaltinių ir po žeme esančią talpą gali patekti tik saujelė dalelių (įskaitant tamsiąją medžiagą) – ir patekusios gali susidurti su skysčio atomais, sukurdamos blyksnius. Daugelį tų blyksnių lengva paaiškinti, o sąveikos su dalelėmis rezultatus fizikai jau žino. Tačiau „XENON“ tyrinėtojai ieško „perteklinių“ blyksnių – daugiau blyksnių, nei galima numanyti remiantis dalelių fizika, kurie ir gali reikšti naujų dalelių buvimą.

Ir tai yra pirmas kartas, kai „XENON“ detektorius iš tikrųjų aptiko „perteklių“ – aktyvumo smailę mažos energijos diapazone, kuris atitinka tai, ko fizikai tikėtųsi, jei egzistuotų Saulės aksionai.

Iki šiol „XENON“ rezultatai iš dalies atmetė kitą tamsiosios medžiagos kandidato tipą – „silpnai sąveikaujančias masyvias daleles“ (angl. weakly interacting massive particles, WIMP). Detektorius neaptiko pakankamai blyksnių, kurie įrodytų WIMP egzistavimą. Tačiau anksčiau eksperimentai iki šiol nebuvo pateikę ir jokių naujų dalelių egzistavimo įrodymų.