Továbbra sem találják a sötét anyag részecskéit

A LUX nevű detektor működésének utóbbi két évében sem akadt nyomára a WIMP-eknek, de a projekt kutatói szerint még korai lenne teljesen leírni a részecskéket.

Továbbra sem találják a sötét anyag részecskéit

A Föld legérzékenyebb sötét anyag detektorainak egyike befejezte kutatásának második szakaszát, anélkül hogy a rejtélyes anyag egyetlen részecskéjét érzékelte volna. Az eredmények többek szerint azt sugallják, hogy világegyetem sötét anyag létezésére alapozott sztenderd modelljének napjai meg vannak számlálva, mások viszont úgy vélik, hogy még korai lenne feladni ezt a teóriát.

A rejtélyes matéria létezését először az 1920–30-as években kezdték feltételezni a kutatók, akik úgy találták, hogy egy láthatatlan összetevő gravitációs hatása nélkül a galaxisok egyszerűen széthullanának. Így született meg az elektromágneses sugárzás kibocsátásra nem képes és a normál anyaggal szinte csak a gravitáción keresztül kölcsönhatásba kerülő sötét anyag elmélete, amely a számítások szerint az univerzum összes anyagának 85 százalékát teszi ki.

Az elmúlt évtizedek során a szakértők elkezdték felvázolni, hogyan kellene kinéznie ennek az anyagfajtának, majd olyan detektorokat is építettek, amelyek a sötét anyag hipotetikus részecskéinek észlelésére alkalmasak lehetnek. A lehetséges részecskék egyikét a WIMP-ek (gyengén kölcsönható nehéz elemi részecskék) jelentik, amelyekről azt feltételezik a kutatók, hogy nagyon ritkán azért kölcsönhatásba kerülnek a normál anyag részecskéivel is. Ezen interakciók észlelésével több kísérlet is próbálkozott és próbálkozik napjainkban.

A ma létező legérzékenyebb detektorok egyike a LUX, amely Dél-Dakotában, másfél kilométerre a föld alatt, egy egykori aranybányában kapott helyet. A detektorban 370 kg folyékony xenon révén próbálják észlelni a bolygón elvileg minden pillanatban óriási mennyiségben átszáguldó WIMP-eket, amelyek a tartály tartalmával ütközve felvillanásokat generálnak. A detektor 2013 áprilisa óta üzemel, és az eredményeket kiértékelő csapat legfrissebb jelentése szerint a második, 2014 októbere óta tartó mérési szakaszban sem sikerült WIMP-eket észlelni vele. A szakértők az új mérésekkel ismét kizártak egy sor tömegtartományt, amely a WIMP-ekre jellemző lehetett volna.

A bejelentés és az utóbbi évek más sikertelen detektálási kísérletei alapján egyre több szakértő véli úgy, hogy a keresés eljutott arra a pontra, ahol lassan át kell gondolni, meddig érdemes ezt a stratégiát folytatni. „Lehetséges, hogy a sötét anyag nem WIMP-ekből áll” – mondja Avi Loeb, a Harvard kutatója.

A LUX-csapat ugyanakkor úgy véli, hogy még bőven akadnak lehetőségek a WIMP-ek megtalálására. Már készülnek is a tervek a detektor továbbfejlesztésére, aminek köszönhetően a rendszer 70-szer érzékenyebb lesz a jelenleginél. „Ezzel rengeteg új modell tesztelése válhat lehetővé” – mondja Richard Gaitskell, a projekt kutatója. „Sorra cáfoljuk meg a teóriákat, de bármelyik hátralevő elképzelésről bebizonyosodhat, hogy az az igazi.”

A szakértő is elismeri azonban, hogy ha pár éven belül nem találnak semmit, tényleg tovább kell lépni. Gaitskell ezt egyszer már meg is tette, hiszen pár év munka után kiszállt egy másik kísérletből, miután az semmiféle eredményt nem produkált, ami a WIMP-ek létezésére utalt volna. Ezzel együtt a kutató úgy véli, hogy még korai lenne teljesen leírni a részecskéket.

Alternatív elméletekben ugyanakkor nincs hiány. A WIMP-eknél is könnyebbnek hitt axionok jelenthetik az egyik opciót a sötét anyag összetételére, de olyan is van, aki az ősrobbanásból visszamaradt, apró fekete lyukak mellett teszi le a voksát. És persze olyan kutatók is akadnak, akik szerint a sötét anyag elméletét teljes egészében el kéne vetni. Ezek egyike Mordehai Milgrom, a Weizmann Intézet szakértője, aki évtizedek óta amellett érvel, hogy valójában nincs is sötét anyag, csak a gravitáció galaktikus méretekben másként működik, mint kisebb léptékben.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward