Experimentul Xenon1T, instalat în laboratorul subteran italian de la Gran Sasso, a măsurat cu detectorul de materie întunecată mai multe evenimente decât se așteptau oamenii de știință. Ar putea fi vorba de semnale ale unor noi tipuri de particule sau, situație mai puțin exotică, fluctuații statistice.
Vânătoarea de particule de materie întunecată – și a oricărei particule ce nu face parte din Modelul Standard al fizicii particulelor elementare sau, dacă face parte, are proprietăţi neaşteptate – continuă. Cercetătorii sunt din ce în ce mai hotărâţi să descopere semnale menite să lumineze calea spre o nouă teorie care să o completeze pe cea actuală.
Materia întunecată umple, se crede, Universul. Ea este de 5-6 ori mai abundentă decât materia pe care o vedem și pe care o cunoaștem mai mult sau mai puțin, cea care formează galaxiile și tot ceea ce reușim să măsurăm cu aparatele noastre. Materia întunecată ar fi formată din particule care nu emit lumină, invizibile deci telescoapelor noastre.
Pentru a reuși să „vedem” aceste particule au fost puse la punct două mari clase de experimente: la acceleratoarele de particule, unde se încearcă generarea particulelor de materie întunecată în urma coliziunii unor fascicule de mare energie, și în laboratoare subterane, unde se încearcă măsurarea particulelor de materie întunecată care ajung pe Terra din Univers și lasă semnale în detectoare.
Din această a doua categorie fac parte mai multe experimente instalate în laboratorul subteran italian din Gran Sasso, LNGS. Sub pământ, acoperite de cei 1,400 de metri ai muntelui, experimentele sunt extrem de sensibile, întrucât semnalele induse de particule care nu au nimic de-a face cu materia întunecată, precum raze cosmice sau radioactivitatea ambientală, sunt extrem de reduse.
Unul dintre experimentele de la LNGS, Xenon1T, a descoperit recent un exces de evenimente extrem de interesant, ce ar putea fi datorat unor noi particule, încă nedescoperite. Xenon1T este un detector de particule care funcţionează având la bază xenon lichid și un detector numit TPC (Time Projection Chamber). Particulele exotice care lasă energie în detector duc la formarea unor semnale electrice ce indică prezența materiei întunecate.
Există însă și un număr de evenimente de fond, care corespunde unor particule bine cunoscute și care poate fi calculat. Xenon1T l-a calculat pentru o anumită perioadă de achiziție de date și analiză, iar acesta trebuia să fie de 232 evenimente. Au fost măsurate însă 52 de evenimente în plus. Ar putea fi vorba despre o fluctuație statistică, i.e. acestea să fie explicate ca evenimente de fond. Totuși, cercetătorii au început să viseze și la alte scenarii.
O ipoteză care corespunde tipologiei de evenimente în exces este că acestea ar fi datorate axionilor solari. Axionii sunt particule propuse în cadrul unor teorii care rezolvă o serie de probleme din cadrul fizicii nucleare. Până în prezent, nu a fost observat niciun axion, deci dacă Xenon1T ar fi măsurat într-adevăr axioni, atunci ar fi o mare descoperire!
O altă ipoteză care ar putea explica excesul de evenimente este o proprietate exotică a neutrinilor: un moment magnetic al acestora mai mare decât se anticipa în cadrul Modelului Standard. Acesta ar reprezenta o dovadă în plus că Modelul Standard trebuie înlocuit de o nouă teorie – care, încă nu se știe.
Nu ştim la ora actuală dacă excesul de evenimente – cele 52 în plus – este datorat unor procese exotice. Tocmai din acest motiv, colaborarea Xenon lucrează la punerea la punct a unui nou instrument, XenoNnT, care este mai mare decât actualul experiment și care va fi instalat la Gran Sasso până la sfârşitul acestui an. Când va începe noua măsurătoare vom ști dacă au fost descoperite semnalele unei lumi ascunse sau, dimpotrivă, totul poate fi explicat în cadrul Modelului Standard. Evident, cercetătorii speră ca, în sfârșit, să fi întrezărit enigmaticele semnale ale feței ascunse a Universului.
