La energía oscura puede ser responsable de los signos de experimentos misteriosos, dicen los investigadores
Un equipo de físicos de la Universidad de Cambridge sospecha que la energía oscura puede haber confundido los resultados de la Experiencia XENON1T, una serie de cubas de xenón subterráneas que se utilizan para buscar materia oscura.
La materia oscura y la energía oscura son dos de los dilemas más discutidos en la física contemporánea. Los dos oscuros son nombres de marcadores de posición para misteriosos algunas cosas que parecen estar afectando el comportamiento del universo y las cosas en él. La materia oscura se refiere a la masa aparentemente invisible que solo se da a conocer a través de sus efectos gravitacionales. La energía oscura se refiere a la razón aún inexplicable de la expansión acelerada del universo. Se cree que la materia oscura constituye aproximadamente el 27% del universo, mientras que la energía oscura es el 68%. según la NASA.
Los físicos tienen algunas ideas para explicar la materia oscura: axiones, WIMP, SIMP y agujeros negros primordiales, para nombrar unos pocos. Pero la energía oscura es mucho más enigmática, y ahora un grupo de investigadores que trabaja en los datos de XENON1T dice que un exceso inesperado de actividad podría deberse a esta fuerza desconocida, más que a cualquier candidato a materia oscura. La investigación del equipo fue Publicado esta semana en Physical Review D.
El experimento XENON1T, enterrado bajo los Apeninos de Italia, se configuró para mantenerse lo más lejos posible de cualquier ruido. Consiste en cubas de xenón líquido que se iluminarán si hay interacción con una partícula que pasa. Igual que reportado previamente por GizmodoEn junio de 2020, el equipo de XENON1T informó que el proyecto estaba viendo más interacciones de las que debería bajo el modelo de física estándar, lo que significa que podría estar detectando partículas subatómicas teorizadas como axiones, o algo podría estar mal con el experimento.
«Este tipo de excesos a menudo son casualidades, pero en ocasiones también pueden conducir a descubrimientos fundamentales», dijo Luca Visinelli, investigador de los Laboratorios Nacionales de Frascati en Italia y coautor del estudio en la Universidad de Cambridge. liberación. «Estamos explorando un modelo en el que esta señal se puede atribuir a la energía oscura en lugar de la materia oscura que el experimento fue diseñado originalmente para detectar».
“Primero, debemos saber que esto no fue solo una casualidad”, agregó Visinelli. «Si XENON1T realmente viera algo, esperaría ver un exceso similar nuevamente en experimentos futuros, pero esta vez con una señal mucho más fuerte».
A pesar de que constituye una gran parte del universo, la energía oscura aún no se ha identificado. Muchos modelos sugieren que puede haber una quinta fuerza además de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas en el universo, una que está oculta hasta que se llega a algunos de los fenómenos de mayor escala, como la expansión cada vez más rápida del universo.
Los axiones que salen del Sol parecían una posible explicación para el exceso de señal, pero había lagunas en esta idea, ya que requeriría una revisión de lo que sabemos sobre las estrellas. “Incluso nuestro Sol no estaría de acuerdo con los mejores modelos teóricos y experimentos tan bien como lo hace ahora”, dijo un investigador. le dijo a Gizmodo el año pasado.
Parte del problema con la búsqueda de energía oscura son las “partículas camaleónicas” (también conocidas como axiones solares o camaleones solares), llamadas así por su capacidad teorizada de variar en masa según la cantidad de materia que las rodea. Esto haría que la masa de las partículas sea mayor al pasar a través de un objeto denso como la Tierra y reduciría su fuerza sobre las masas circundantes, como Nuevo Atlas explicado en 2019. El equipo de investigación reciente ha construido un modelo que utiliza seguimiento de camaleones probar cómo se comporta la energía oscura a escalas mucho más allá del denso universo local.
«Nuestro rastreo de camaleones detiene la producción de partículas de energía oscura en objetos muy densos, evitando los problemas que enfrentan los axiones solares», dijo el autor principal Sunny Vagnozzi, cosmólogo del Instituto Kavli de Cosmología, Cambridge, en una universidad. liberación. «También nos permite separar lo que sucede en el Universo local muy denso de lo que sucede a escalas más grandes, donde la densidad es extremadamente baja».
El modelo permitió al equipo comprender cómo se comportaría XENON1T si se produjera energía oscura en una región magnéticamente fuerte del Sol. Sus cálculos indicaron que la energía oscura se puede detectar con XENON1T.
Desde que se descubrió por primera vez el exceso, el equipo de XENON1T «ha intentado de todos modos destruirlo» como investigador dijo a The New York Times. La obstinación del signo es tan desconcertante como emocionante.
«Los autores proponen una posibilidad emocionante e interesante de ampliar el alcance de los experimentos de detección de materia oscura para la detección directa de energía oscura», dijo a Gizmodo Zara Bagdasarian, una física de UC Berkeley que no estaba afiliada al artículo reciente, en un correo electrónico. «El estudio de caso del exceso de XENON1T definitivamente no es concluyente, y tenemos que esperar más datos de más experimentos para probar la validez de la idea del camaleón solar».
La próxima generación de XENON1T, llamada XENONnT, está programada para tener sus primeras ejecuciones experimentales todavía este año. Las actualizaciones del experimento sellarán cualquier ruido y ayudarán a los físicos a identificar qué es exactamente lo que está interfiriendo con el detector subterráneo.
Más: ¿Qué es la materia oscura y por qué nadie la ha encontrado todavía?
Nota del editor: Las fechas de lanzamiento de este artículo se basan en los EE. UU., Pero se actualizarán con las fechas locales de Australia a medida que sepamos más.
