Голям експеримент, наречен XENON1T, в който участваха над 150 учени, разкри неочакван излишък от събития в рамките на детектора XENON, базиран в Националната лаборатория Gran Sasso в Италия. Това откритие би могло да посочи съществуването на хипотетична ултра лека частица, наречена аксион, от която може да е съставена тъмната материя.
Тъмната материя представлява около една четвърт от масата на Вселената. Проблемът с директното й откриване е, че физиците все още не знаят от какво е направена и знаят само, че не може да бъде съставена от частиците на стандартния модел.
"Ако това се окаже нова частица, то това ще е пробив, който чакаме през последните 40 години", казва Адам Фалковски, физик по частиците в университета Париж-Сакла във Франция, цитиран от списание Quanta.
Серията експерименти на XENON първоначално е била предназначена за търсене на тежки хипотетични частици от тъмна материя, наречени масивни, слабо взаимодействащи частици, но преди няколко години учените разбрали, че могат да търсят и други видове неизвестни частици, които могат да преминат през детектора, например частици, удрящи електрони вместо ксеноново ядро, химически инертен елемент, от който е съставен детекторът.
В новия си анализ физиците разгледаха така наречените електронни прекъсвания в данните на XENON1T. Въпреки че очакваха да видят приблизително 232 от тези събития, причинени от известни източници на фоново замърсяване, експериментът разкри 285. След отхвърляне на всички възможни източници на грешка, изследователите предложиха три обяснения за открития излишък.
Първото е наличието на нова частица, известна като „слънчев аксион", хипотетична частица, произведена в Слънцето, която би била подобна на фотон, но с малко количество маса. Въпреки че слънчевите аксиони не са частици от тъмна материя, те не са могли да бъдат открити по-рано.
Алтернативно, данните, получени в рамките на изследването, биха могли да бъдат обяснени с възможните нови свойства на неутрино, изключително малки субатомни частици, присъстващи във вселената и способни да преминат през почти всеки обект практически без взаимодействие с материята. Това е една от възможностите, които биха обяснили излишъка от електронни неуспехи, е, че неутриното може да има големи магнитни моменти. Откриването на неутрино, притежаващи магнитен момент, също би било много вълнуващо, тъй като показва нова физика извън стандартния модел.
За момента обаче има голяма вероятност резултатите да се дължат на замърсяване с тритиеви атоми по време на експеримента. Продължаването на експеримента, XENONnT, се очаква да започне още през тази година и ще се опита да изключи възможно замърсяване като обяснение на получените резултати.
