Szukali ciemnej materii, a odkryli ciemną energię. Przełom w fizyce!

Prace prowadzone są w Narodowym Laboratorium Gran Sasso (LNGS), czyli podziemnym laboratorium fizyki cząstek elementarnych, jednym z największych tego typu laboratoriów na świecie. Jest ono zlokalizowane we Włoszech, w tunelu, 1400 metrów pod masywem Gran Sasso.

Takie umiejscowienie ma chronić czułą elektronikę przed promieniowaniem kosmicznym, generującym zakłócenia, które mogą fałszować pomiary. XENON1T to cylindryczny zbiornik o długości 1 metra. Wypełniony jest on 3200 kilogramami płynnego ksenonu o temperaturze -95 stopni Celsjusza.

Jak tłumaczą naukowcy, w trakcie jego pracy, ciemna materia zderza się z atomem ksenonu, wówczas energia trafia do jądra, które pobudza jądra innych atomów. W efekcie tego pojawia się słaba emisja w zakresie ultrafioletu. Czujniki mają za zadanie wykryć tę interakcję i zarejestrować moc ładunku elektrycznego.

Wskutek tego pobudzenia, pojawia się słaba emisja w zakresie ultrafioletu, którą wykrywają czujniki na górze i na dole cylindra. Te same czujniki są też zdolne do zarejestrowania ładunku elektrycznego pojawiającego się wskutek zderzenia.

Okazuje się, że instrument został zaprojektowany do poszukiwań śladów ciemnej materii, a tymczasem udało się wykryć ciemną energię. Przynajmniej na to wskazuje praca naukowa opublikowana na łamach Physical Review D. Fizycy uważają, że mamy tu do czynienia z cząstkami ciemnej energii, które powstały w tachoklinie, czyli w najsilniejszych polach magnetycznych Słońca.

To niesłychane odkrycie. Wszechświat składa się bowiem w 27% z ciemnej materii, a 68% stanowi ciemna energia. Fizykom udało się zatem wykryć coś, co stanowi większość Wszechświata, a pomimo tego jest dla nas niewidoczne. Uważa się, że odgrywa ona gigantyczną rolę w jego ekspansji. Badania ciemnej energii mają nam też pomóc odkryć tajemnicę powstania Wszechświata, czyli cofnąć się do wydarzeń sprzed Wielkiego Wybuchu.

Uczeni z Wielkiej Brytanii, Włoch, Holandii, Francji i USA już nie mogą doczekać się rozpoczęcia badań prowadzonych na o wiele większych i bardziej zaawansowanych urządzeniach, takich jak LUX-ZEPLIN, XENONnT czy PandaX-xT. Dane z nich pomogą nam poszerzyć wiedzę na temat ciemnej energii.

To już kolejne wielkie odkrycie w tym roku. W czerwcu grupa fizyków z Uniwersytetu Oksfordzkiego przeprowadziła kluczowy eksperyment w słynnym Wielkim Zderzaczu Hadronów, znajdującym się w ośrodku CERN. W pozyskanych danych zaobserwowano, że cząstka subatomowa może się przełączać pomiędzy materią a antymaterią.

Źródło: GeekWeek.pl//Physical Review D / Fot. NASA's Goddard Space Flight Center/Max Planc Institute for Astrophysics