הינך נמצא כאן

מדעני הניסוי "קסנון 1 טון" זיהו כמות גדולה מהצפוי של אירועים אשר עשויים להעיד על קיום פיסיקה חדשה

18.06.2020

מדעני הניסוי הבין-לאומי "קסנון 1 טון", אשר פועל במנהרה תת-קרקעית מתחת להר גראן סאסו שבאיטליה, הודיעו כי הגלאי, הנחשב לרגיש ביותר בעולם לחומר אפל, זיהה כמות גדולה מהצפוי של אירועים שמקורם אינו מובן. המדענים, ובהם פרופ' רן בודניק מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע, אינם טוענים שגילו חומר אפל. למעשה, המקור לאירועים אלה אינו מובן לחלוטין. אירועים אלה דומים למה שעשוי להתחולל כתוצאה מנוכחות כמות שאריתית זעירה של טריטיום (איזוטופ של מימן שמכיל פרוטון אחד ושני ניטרונים), אך הם עשויים גם להעיד על קיומו של חלקיק חדש, המכונה "אקסיון סולארי", או על תכונות חדשות – שלא היו ידועות עד כה – של חלקיקי ניטרינו.

ניסוי קסנון 1 טון נועד לגלות את החומר האפל, שמדענים סבורים שהוא מהווה 85% מכלל החומר ביקום, והוא אסף נתונים משנת 2016 עד 2018. ההשערה בדבר קיומו של חומר אפל נובעת מתצפיות שלפיהן גלקסיות וצבירי גלקסיות ביקום – וכן, למעשה, היקום כולו – מתנהגים כאילו יש בהם הרבה יותר חומר מכפי שאנו מצליחים למדוד.

חלקיק שפוגע בגלאי שבניסוי קסנון 1 טון, עשוי ליצור הבזק זעיר של אור וקומץ של אלקטרונים חופשיים שמקורם באטומי הקסנון. חלק קטן מההבזקים האלה עשוי לנבוע מהתנגשויות של חלקיקים לא צפויים בחומר הגלאי. בפועל, נמדדו 53 אירועים עודפים (מעבר לציפייה, שהייתה כ-232 אירועים של התנגשויות חלקיקים ידועים).

ההסתברות לכך שהאירועים שנמדדו נגרמו על-ידי אקסיונים סולאריים היא הגבוהה ביותר מבין האפשרויות שנבחנו"

הסבר אפשרי אחד לעודף ההתנגשויות הוא נוכחות כמות זעירה של טריטיום בגלאי, אך נכון לעכשיו אין דרך לבצע מדידה שתאשש אותו. הסבר אחר עשוי להיות קיומו של חלקיק חדש: אקסיון סולארי, שנוצר בשמש. השערת קיומם של אקסיונים הועלתה כדי לפתור את בעיית השיקוף בזמן של חלקיקים גרעיניים. אם יתברר שאכן קיימים אקסיונים, תהיה זו מדידה ראשונה של פיסיקה חדשה, מעבר למודל הסטנדרטי, אשר ייתכן שתכלול הסבר למהות החומר האפל.

לחלופין, ייתכן שהעודף נובע מנוכחותם של חלקיקי ניטרינו (אם שדה הדיפול המגנטי שלהם גדול מהצפוי). גם אפשרות זו עשויה להצביע על קיומה של פיסיקה חדשה. המדענים מצאו שההסתברות לכך שהאירועים שנמדדו נגרמו על-ידי אקסיונים סולאריים היא הגבוהה ביותר מבין האפשרויות שנבחנו. "עם זאת", אומר פרופ' בודניק, "עדיין מוקדם להסיק על קיומם של אקסיונים".

ניסוי קסנון 1 טון מצוי בתהליך שדרוג לשלב הבא שלו, XENONnT, שיכיל מסת קסנון פעילה גדולה פי שלושה. המדענים מקווים ששדרוג זה יאפשר להם להבין ולהכריע מהו מקור האירועים העודפים. בשותפות המחקר הבין-לאומית חברים 163 מדענים ומדעניות מ-28 מוסדות ב-11 מדינות.

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם