ข้อมูลใหม่จาก เครื่องตรวจจับอนุภาค PandaX-IIในประเทศจีนเปิดให้เห็นความเป็นไปได้ที่การ ทดลอง XENON1Tในอิตาลีได้พบหลักฐานของฟิสิกส์ใหม่ ในเดือนมิถุนายน 2020 นักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับ XENON1T ได้ประกาศการตรวจจับเหตุการณ์ประมาณ 50 เหตุการณ์ที่อยู่เหนือระดับพื้นหลัง และได้ข้อสรุปว่าแกนสุริยะตามสมมุติฐานหรือนิวตริโนที่มีสนามแม่เหล็กสูงอาจเป็นตัวกำหนด
ผลลัพธ์ใหม่จาก PandaX-II สอดคล้องกับสมมติฐานเหล่านี้
แต่จำเป็นต้องดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อแก้ไขปัญหาXENONIT สร้างขึ้นเพื่อไล่ล่าสสารมืดประเภทหนึ่งที่รู้จักกันในชื่ออนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิกิริยาต่อกันอย่างอ่อน (WIMPs) ตั้งอยู่ใต้ภูเขาที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Gran Sasso ของอิตาลี ภายในบรรจุซีนอนเหลว 3.5 ตัน และดำเนินการระหว่างปี 2016 ถึง 2018 เช่นเดียวกับการทดลองอื่นๆ ในประเภทนี้ มันถูกออกแบบมาเพื่อรับแสงวาบเล็กๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อ WIMPs ใน “รัศมี” ” ของสสารมืดที่คิดจะห่อหุ้มทางช้างเผือกชนกับนิวเคลียสซีนอน
เหตุการณ์ที่รายงานในปี 2020 เกี่ยวข้องกับการหดตัวของอิเล็กตรอนมากกว่านิวเคลียร์ Elena Aprileจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในสหรัฐอเมริกาและเพื่อนร่วมงานรายงานว่ามีการหดตัว 53±15 ที่พลังงานต่ำซึ่งไม่สามารถเชื่อมโยงกับแหล่งที่มาของพื้นหลังที่ระบุตัวได้อื่น ๆ (เหตุการณ์เหล่านี้ถือเป็นเสียงรบกวนในการค้นหา WIMP) ระมัดระวังไม่ให้อ้างสิทธิ์ในการค้นพบใดๆ พวกเขาจึงวางคำอธิบายที่เป็นไปได้หลายประการสำหรับการสังเกต
สองนวนิยายใหม่ คำอธิบายเหล่านี้รวมถึงสองสิ่งใหม่ที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคที่มาจากดวงอาทิตย์ – ไม่ว่าจะเป็นอนุภาคสมมุติฐานที่เรียกว่า axions (ตั้งสมมติฐานเดิมเพื่อแก้ไขปัญหาด้วยแรงนิวเคลียร์อย่างแรง) หรือนิวตริโนที่มีโมเมนต์แม่เหล็กมากกว่าที่สังเกตได้ก่อนหน้านี้ ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งที่พวกเขากล่าวว่าคือ “สสารมืดโบโซนิก” ซึ่งจะถูกดูดซับแทนที่จะกระจัดกระจายโดยนิวเคลียสซีนอนและทำให้อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมา
อย่างไรก็ตาม ตามที่ Aprile และเพื่อนร่วมงาน
ได้ชี้ให้เห็น เหตุการณ์ดังกล่าวอาจมีคำอธิบายที่ธรรมดากว่า นั่นคือการสลายตัวของบีตาของนิวเคลียสทริเทียม สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนไม่กี่ตัวที่ปลดปล่อยออกมาจากหินโดยรอบโดยรังสีคอสมิกสร้างไอโซโทปโดยการแยกนิวเคลียสของซีนอน ต่างจากกระบวนการเบื้องหลังอื่น ๆ สิ่งนี้ยังคงสร้างความรำคาญเนื่องจากขอบเขตไม่สามารถประมาณได้อย่างน่าเชื่อถือ
Aprile และเพื่อนร่วมงานคำนวณว่าไอโซโทปสามารถอธิบายเหตุการณ์ส่วนเกินที่มีนัยสำคัญทางสถิติที่ 3.2σ เทียบกับ 3.4σ, 3.2σ และ 3.0σ สำหรับแกนสุริยะ สนามแม่เหล็กนิวตริโน และสสารมืดโบโซนิก ตามลำดับดาวแคระขาวหรี่ลแม้จะนำเสนออย่างระมัดระวัง แต่ผลลัพธ์เหล่านี้ก็ได้รับความสนใจจากทั้งสาธารณชนและนักฟิสิกส์คนอื่นๆ ตัวอย่างเช่น นักทฤษฎีได้เสนอแนวทางหลายวิธีในการเอาชนะจุดเกาะที่เห็นได้ชัดจุดหนึ่งด้วยสมมติฐานบนดวงอาทิตย์ นั่นคือฟลักซ์ของอนุภาคที่เกี่ยวข้องจะทำให้ดาวแคระขาวหรี่ลงกว่าที่มันปรากฏ
XENON1T อาจตรวจพบสิ่งที่น่าสนใจมากหรือไม่ก็ได้ในงานล่าสุดJianglai Liuจาก Shanghai Jiao Tong University และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบการทดลองอิสระเกี่ยวกับผลลัพธ์ XENON1T โดยใช้เครื่องตรวจจับ PandaX-II ในห้องปฏิบัติการใต้ดิน China Jinping ในมณฑลเสฉวน ทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีน แม้ว่า PandaX-II จะมีซีนอนเพียงครึ่งตัน แต่นักวิจัยได้ทำการทดลองนานขึ้นและได้รับข้อมูลเกือบครึ่งเป็นคู่ XENON1T
กลุ่มชาวจีนมีข้อได้เปรียบในการแสดงลักษณะ
สเปกตรัมพื้นหลังได้ดีขึ้นด้วยการวัดหรือสอบเทียบโดยตรง ส่วนหนึ่งทำได้โดยการฉีดก๊าซมีเทนสองครั้งโดยให้อะตอมไฮโดรเจนตัวใดตัวหนึ่งแทนที่ด้วยไอโซโทปเข้าไปในเป้าหมาย ด้วยการฉีดสองครั้งที่ห่างกันสามปี พวกเขากล่าวว่าพวกเขาสามารถวัดสเปกตรัมพลังงานของการปนเปื้อนไอโซโทปภายในการทดลอง
ด้วยผลการลบสเปกตรัมพื้นหลังของทริเทียม คริปทอน และเรดอน กลุ่มนี้สามารถหาจำนวนสัญญาณจากแกนสุริยะสมมุติหรือโมเมนต์แม่เหล็กนิวตริโนสูง – ความเป็นไปได้ทางทฤษฎีสองประการที่หลิวกล่าวว่านักวิจัยใช้เป็น “เกณฑ์มาตรฐาน” ใน งาน. ตามที่รายงานในChinese Physics Lettersพวกเขาพบว่าการหดตัวของอิเล็กตรอนที่เหลืออยู่นั้นสอดคล้องกับเหตุการณ์ส่วนเกินที่ XENON1T เห็น อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่สามารถรับรองผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ได้อย่างเต็มที่ พวกเขากล่าวว่าข้อมูลของพวกเขายังสอดคล้องกับ “สมมติฐานเบื้องหลังเท่านั้น”
อัปเกรดเครื่องตรวจจับเพื่อทดลองและพิสูจน์ว่ามีการสังเกตกระบวนการทางกายภาพใหม่ ๆ หรือไม่ นักวิจัยชาวจีนกำลังเพิ่มมวลเครื่องตรวจจับเป็น 6 ตัน ซึ่งหมายถึงเป้าหมายที่ละเอียดอ่อนที่ 4 ตัน ในขณะที่ลดอัตราพื้นหลังลง เครื่องตรวจจับที่อัปเกรดนี้เรียกว่า PandaX-4T และน่าจะเริ่มรับข้อมูลในปีนี้ นอกจากนี้ การเปิดตัวทางออนไลน์ยังเป็นรุ่นอัพเกรด “XENONnT” ขนาด 8.3 ตัน และเครื่องตรวจจับ LUX-ZEPLIN ขนาด 10 ตันที่ กำลังติดตั้งอยู่ในศูนย์วิจัยใต้ดินแซนฟอร์ดในเซาท์ดาโคตา สหรัฐอเมริกา
ตาม Liu การวัดใหม่ควรให้คำตัดสินในไม่ช้า “หนึ่งปีที่ข้อมูลแบ็กกราวด์ต่ำจาก PandaX-4T จะสามารถให้คำตอบที่ชัดเจนสำหรับ XENON1T ที่เกินมา” เขากล่าว แม้ว่าเขาจะเสริมว่ายังคงต้องดูว่าพวกมันสามารถสร้างพื้นหลังได้ต่ำเพียงใดความตื่นเต้นเพิ่มขึ้นเหนือสัญญาณลึกลับในเครื่องตรวจจับสสารมืด
กลุ่มหนึ่งมีคำอธิบายสำหรับส่วนเกิน XENON1Tแล้ว และไม่ได้อาศัยฟิสิกส์ใหม่ที่แปลกใหม่ Matthew Szydagis, Cecilia Levyและเพื่อนร่วมงานที่ State University of New York ที่ Albany ใช้สิ่งที่เรียกว่าเทคนิคการจำลององค์ประกอบที่มีเกียรติเพื่อสร้างแบบจำลองปฏิสัมพันธ์เบื้องหลังภายในเครื่องตรวจจับ Gran Sasso และพบว่าไอโซโทปอาร์กอน-37 สลายตัวประมาณ 30 ครั้งจะทำให้เกิด สังเกตส่วนเกิน
Credit : thebitteramericans.com theestgamerpro.com themutteringmuse.com theredhouseinteriors.com thetabascopost.com
