Az univerzum legnagyobb rejtélye, ami ott van az orrunk előtt

Gondolj bele: az univerzumban lévő anyag nagyjából 85 százalékát nem látjuk. Nem tudjuk megfogni. Nem tudjuk közvetlenül érzékelni. Csak azért tudjuk, hogy létezik, mert a gravitációja megmozgatja körülötte a dolgokat.

Sötét anyag. Az univerzum végső szelleme.

Évtizedek óta vadásznak rá a tudósok egyre ravaszabb módszerekkel. Látták a hatását galaxis halmazokon, figyelték, ahogy a fény meghajlik láthatatlan tömegek körül, kiszámolták a hatását a galaxisokat összetartó kozmikus hálóra. De egy sötét anyag részecskét közvetlenül megfogni? Az eddig szigorúan kivitelezhetetlen maradt.

Eddig.

Tű a hegyen

Körülbelül másfél kilométerrel a föld alatt, egy volt aranybánya mélyén, Dél-Dakotában ül az egyik legérzékenyebb műszer, amit az emberiség valaha épített. Az LZ, vagyis a LUX-ZEPLIN kísérlet nem egyszerűen keresi a sötét anyagot. Hallgatja azt, olyan érzékeny szenzorokkal, amelyek képesek egyedi fényrészecskéket is érzékelni.

A detektor lényegében egy tartály, benne 10 tonna ultra-tisztított folyékony xenonnal. Ha egy sötét anyag részecske (ha létezik) nekiütközik egy xenon atomnak, aprócska fényvillanást kellene létrehoznia. Elképesztően kicsit. Olyat, amelynél a tű a szénakazalban könnyebb.

És itt jön a lényeg: a sötét anyag a természete szerint nem szeret kölcsönhatásba lépni a normális dolgokkal. Gyakorlatilag figyelmen kívül hagyja a közönséges anyagot, csak a gravitáción és az úgynevezett gyenge magerőn keresztül hat. Szóval ezek az ütközések rendkívül ritkák lehetnek. Talán egyetlen részecske halad át a Földön percenként, talán annál is ritkábban.

Érted, miért van szükség hihetetlenül érzékeny felszerelésre és rengeteg türelemre.

Az egyetlen dicsőséges esemény

És most jön a érdekes rész.

2023 júniusában (nem véletlenül, amikor a Föld a galaxis sötét anyag áramlatában halad a lehető legnagyobb sebességgel), az LZ detektor valamit rögzített. Egyetlen eseményt. Egy ütközést, amely minden számítás szerint úgy néz ki, mintha egy sötét anyag részecske pont megfelelően ütközött volna.

Dr. Rick Gaitskell, az LZ szóvivője "abszolút lenyűgözőnek" nevezte. Őszintén szólva ez a tudósok nyelvén azt jelenti, hogy "a szívünk a torkunkban dobog, de nem akarjuk elkiabálni".

A jel 2,6 szigma szignifikanciával rendelkezett. Hogy értsd: a valódi felfedezés bejelentésének aranystandardja az 5 szigma – gyakorlatilag statisztikai bizonyosság. Szóval ez nem megerősítés. Ez egy "hé, valami furcsa történt, és nem tudjuk megmagyarázni".

egyelőre.

Miért vagyok én személyesen izgatott (és te is légy)

Ez az, ami igazán megfog ebben a sztoriban. Nem valami marginális elméletről vagy egzotikus spekulációról beszélünk. A sötét anyag létezése olyan szilárd, amennyire csak lehetséges a tudományos konszenzusban. Csak azt nem tudjuk, hogy MI AZ TULAJDONKÉPPEN.

Az évtizedek óta vezető jelölt a WIMP-nek nevezett dolog – Weakly Interacting Massive Particles, azaz gyengén kölcsönható, nagy tömegű részecskék. Ezek az elméleti részecskék megmagyaráznák mindent, amit a sötét anyagról megfigyelünk, miközben azt is, hogy miért nem észleltük még őket. Szégyenlősek. Nagyon, nagyon szégyenlősek.

Az LZ által észlelt esemény egy olyan WIMP-nek felelne meg, amelynek tömege legalább 200-szorosa egy protonénak. Ez komoly tömeg! Olyan, ami végre, de végre konkrét választ adhatna.

Fizikus, Aaron Manalaysay gyönyörűen fogalmazott: "Ez az első példa bármely kísérletemben egy kiugró eredményre, amely minden szempontból érvényesnek tűnik."

Még ne számítsd a sötét anyagot

Szeretnék felelősen kommunikálni, mert a tudósok abszolút azok. Egyetlen eseménnyel, egyetlen kölcsönhatással a csapat nem jelenti be a felfedezést. Nem is tehetik. Nem úgy működik a tudomány, és őszintén szólva, ez az, ami megbízhatóvá teszi.

Lehetnek még ismeretlen háttérhatások – ritka részecskékölcsönhatások, amelyek úgy néznek ki, mint a sötét anyag jele. Az LZ csapat csodálatosan óvatos, és ez pontosan úgy van, ahogyan a kutatóknak viselkedniük kell, amikor ilyen jelentős dologgal foglalkoznak.

A következő hónapokban és években több adatot fognak elemezni, több tesztet fognak futtatni, és ami a legfontosabb: megosztják az eredményeiket, hogy más tudósok próbálják meg cáfolni. Ez a tudomány gyönyörű dolga. Mindenki az igazságot akarja megtalálni, még ha ez saját eredményeink megcáfolását jelenti is.

Mit jelent ez a többieknek

A lényeg: még ha ez semmiségnek bizonyul – statisztikai véletlen, ismeretlen műtermék –, az, hogy idáig eljutottunk, óriási jelentőségű. Az LZ kísérlet a valaha épített legérzékenyebb sötét anyag vadász. Ha a sötét anyag részecskék léteznek, napról napra szűkítjük a rejtekhelyeiket.

És ha valódi? Ha az a aprócska villanás egy dél-dakotai bánya sötétjében valóban a sötét anyag első megerősített megjelenése?

Nos, az emberiség történetének egyik legnagyobb tudományos felfedezése lenne. Végre megértenénk, miből áll az univerzum java.

Szóval maradj kíváncsi, barátaim. Az univerzum meglep minket.

Forrás: Popular Mechanics