Jeden záblesk hluboko pod zemí. Vědci možná zahlédli největší záhadu vesmíru

Vědci z mezinárodního experimentu LUX-ZEPLIN, známého jako LZ, nyní oznámili, že jejich detektor zaznamenal mimořádně neobvyklou událost. V nádrži naplněné kapalným xenonem se objevil signál, jehož vlastnosti odpovídají tomu, co by vědci očekávali při srážce atomového jádra s hypotetickou částicí typu WIMP – jedním z hlavních kandidátů na částici temné hmoty.

„Pozorovali jsme pouze jednu vysokoenergetickou událost. V žádném případě netvrdíme, že jde o temnou hmotu,“ řekl časopisu Nature fyzik Sam Eriksen, který nové výsledky prezentoval. Přesto jde podle vědců o zatím nejzajímavější náznak možné interakce částice temné hmoty, jaký experiment LZ zaznamenal.

Související

Tajemný „hukot“ z vesmíru mate vědce už roky. Teď přišli s překvapivým vysvětlením

Většinu hmoty ve vesmíru nevidíme

To, co vidíme kolem sebe – hvězdy, planety, stromy, zvířata i lidi – tvoří jen malou část hmoty ve vesmíru. Podle současných představ připadá přibližně 85 procent veškeré hmoty na takzvanou temnou hmotu. Nikdo ji však nikdy přímo nepozoroval.

Vědci vědí, že tam nejspíš je, podle jejího gravitačního působení. Bez ní by například pohyb galaxií nedával smysl. Co přesně ale temná hmota je, zůstává jednou z největších záhad moderní fyziky. Je to zvláštní představa: většina hmoty ve vesmíru je pro nás stále neviditelná a vlastně nevíme, z čeho je složena.

Deset tun xenonu a téměř úplné ticho

Právě proto stojí detektor LZ téměř kilometr a půl pod zemí. Skála nad ním funguje jako obrovský štít a chrání experiment před částicemi z vesmíru, které by mohly výsledky rušit. Uvnitř je nádrž s přibližně deseti tunami kapalného xenonu. Vědci čekají na velmi vzácnou událost. Pokud by částice temné hmoty proletěla detektorem a srazila se s jádrem atomu xenonu, mohla by předat část své energie a zanechat slabý, ale zachytitelný signál.

A právě něco podobného se nyní stalo. Nešlo o velký výbuch ani dramatický okamžik, který by člověk mohl vidět pouhým okem. Detektor zaznamenal slabý záblesk světla vzniklý při interakci s jádrem atomu xenonu. Jádro se při ní prudce pohnulo – fyzikové tomu říkají jaderný zpětný ráz. Pro fyziky to ale stačilo, aby zbystřili. Časopis Nature popsal, že když vědci po dokončení analýzy odhalili skutečná data, zůstal mezi nimi jeden neobvyklý případ. A právě ten byl mimořádně zajímavý.

Související

Záhadný signál z hlubin kosmu se znovu vrátil. Vědci mají nového hlavního podezřelého

Vědci nyní zkoumají, zda pro tuto událost existuje jiné, běžnější vysvětlení. Signál se objevil v oblasti, kde experiment očekává jen velmi málo podobných událostí způsobených známými zdroji. To ale samo o sobě ještě neznamená, že jediným možným vysvětlením je temná hmota.

Stejně tak se může později ukázat, že šlo o náhodnou událost, dosud neznámý zdroj pozadí nebo fyzikální proces, který vědci ještě neumějí správně vysvětlit. Tým LZ zatím nemluví o objevu temné hmoty. Jeden případ jednoduše nestačí k tomu, aby vědci mohli tak mimořádné tvrzení potvrdit.

Nezbývá než čekat

Pokud by další měření potvrdila, že detektor skutečně zaznamenává interakce částic temné hmoty s běžnou hmotou, šlo by o jeden z největších objevů moderní fyziky a vědci by konečně mohli začít zjišťovat, z čeho se tato neviditelná část vesmíru skládá a jak vlastně funguje.

Podle agentury Reuters je nynější výsledek potenciálně významný právě proto, že zaznamenaná událost by mohla odpovídat interakci hypotetické částice typu WIMP s jádrem atomu xenonu. K potvrzení takového vysvětlení však vědci potřebují další data. A tak nezbývá než čekat, zda se hluboko pod zemí objeví další podobný signál.

Zdroj: lz.lbl.gov, reuters.com, nature.com