Znanstveniki so nepričakovane presežne dogodke zaznali med merjenjem aktivnosti v sklopu eksperimenta Xenon1T, s katerim so med letoma 2016 in 2018 v italijanskem Gran Sassu lovili delce temne materije. Slednja domnevno predstavlja kar 85 odstotkov celotne materije v vesolju, a znanstvenikom še naprej predstavlja uganko. Ime je sicer dobila, ker ne oddaja ali odseva svetlobe.
Znanstveniki so temni materiji doslej uspeli priti na sled le prek posrednih znakov, medtem ko se jim neposredno odkritje delcev temne materije še naprej izmika. Raziskovalne skupine, ki so v sklopu več kot desetletje trajajočih eksperimentov Xenon na lovu za temno materijo, so osredotočeni predvsem na tako imenovani masivni delec s šibko interakcijo (WIPM).
V sklopu najnovejše raziskave Xnenon1T so detektor napolnili s 3,2 tonama izredno čistega utekočinjenega ksenona, pri čemer sta bili 2 toni namenjeni lovljenju interakcij med ksenonovimi atomi in drugimi delci, ki so potovali skozi detektor.
Interakcije med delci v takšnem okolju lahko sprožijo majhne bliske in sprostijo elektrone s ksenonovih atomov. Večino teh dogodkov povzročijo že znani delci, kot so nevtrini, mioni ali kozmični žarki. Vsi omenjeni v sklopu tega eksperimenta veljajo za šum. Delci, ki jih z eksperimentom iščejo, morajo povzročiti intenzivnejše dogodke, ki posledično odstopajo od šuma.
Presežni dogodki
Pred izvedbo eksperimenta Xenon1T so raziskovalci ocenili, da bodo naleteli na okoli 232 dogodkov, ki jih bodo uvrstili med šum, tekom eksperimenta pa so naleteli na 53 dogodkov več od pričakovanega. Odstopanje je porodilo nova vprašanja.
Dodaten šum bi lahko povzročila nepredvidena kontaminacija detektorja z majhnimi količinami tritija. Ena od možnih razlag je tudi, da je magnetni moment nevtrinov večji od predvidevanj standardnega modela fizike. Bi pa dodatni šum lahko povzročili tudi delci doslej še neodkritih delcev, ki jim pravijo aksioni. Verjetnost vseh scenarijev je relativno podobna, imajo pa aksioni majhno prednost.
Raziskovalci trenutno nadgrajujejo opremo za zagon novega eksperimenta Xenon-nT, za katerega med drugim upajo, da bo pokazal, če je šlo pri odkritjih Xenona1T za kontaminacijo ali morda kaj bolj zanimivega. Članek v zvezi z odkritji je sicer dostopen na strani arXiv.org in čaka na objavo v znanstveni reviji.
