Πρώτη πιθανή επιτυχία στο κυνήγι της σκοτεινής ύλης

Ανιχνευτής που λειτουργεί σε ένα εγκαταλειμμένο αμερικανικό ορυχείο κατέγραψε δύο σήματα που ενδέχεται να αποδειχθούν οι πρώτες άμεσες ενδείξεις για την ύπαρξη της φευγαλέας σκοτεινής ύλης.

Σύμφωνα με το δικτυακό τόπο του περιοδικού Nature, οι ερευνητές του μεγάλου αμερικανικού εργαστηρίου Fermilab εκτιμούν ότι υπάρχει πιθανότητα 75% τα σήματα να αντιστοιχούν σε σκοτεινή ύλη, και 25% πιθανότητα να οφείλονται σε άλλα φαινόμενα.

Εδώ και δεκαετίες, οι κοσμολόγοι γνωρίζουν ότι η ύλη που βλέπουμε στο Σύμπαν -άστρα, πλανήτες, νεφελώματα- είναι πολύ λιγότερη από τη συνολική μάζα του Σύμπαντος.

Σήμερα η κανονική ύλη σε όλο το Σύμπαν πιστεύεται ότι είναι περίπου πέντε φορές λιγότερη από τη σκοτεινή ύλη.

Το πρόβλημα, όμως, είναι ότι κανείς δεν γνωρίζει με βεβαιότητα τη σύσταση αυτού του μυστηριώδους υλικού.

Τα τελευταία αποτελέσματα του Fermilab -τα οποία δεν έχουν γίνει ακόμα δεκτά για δημοσίευση σε επιστημονική επιθεώρηση- βρίσκονται σε συμφωνία με μια από τις επικρατέστερες θεωρίες, σύμφωνα με τις οποίες η σκοτεινή ύλη αποτελείται από «WIMP», δηλαδή μαζικά σωματίδια ασθενούς αλληλεπίδρασης.

Πρόκειται για θεωρητικά σωματίδια με μάζα αντίστοιχη των κανονικών ατόμων, τα οποία όμως δεν γίνονται αντιληπτά επειδή αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την κανονική ύλη.

Ο ανιχνευτής του Fermilab προσπαθεί να καταγράψει σπάνια περιστατικά κατά τα οποία η διέλευση σωματιδίων σκοτεινής ύλης αφήνει ίχνη στην κανονική ύλη.

Για το λόγο αυτό, το πείραμα CDMS (Κρυογενική Αναζήτησης Σκοτεινής Ύλης) λειτουργεί απομονωμένο από την εξωτερική ακτινοβολία μέσα σε ένα παλιό ορυχείο στη Μινεσότα.

Τα σωματίδια σκοτεινής ύλης θα γίνονταν αντιληπτά από την απειροελάχιστη αύξηση της θερμοκρασίας που θα προκαλούσαν περιστασιακά στους κρυστάλλους πυριτίου και γερμανίου του πειράματος, οι οποίοι ψύχονται σχεδόν μέχρι το απόλυτο μηδέν.

Τα δύο συμβάντα που κατέγραψε ο ανιχνευτής θα υποδήλωναν ότι τα WIMP έχουν μάζα 30 έως 60 φορές μεγαλύτερη του πρωτονίου.

Ωστόσο υπάρχει η εναλλακτική εξήγηση ότι τα σήματα ήταν ψευδή θετικά που οφείλονται σε «αδέσποτα» νετρίνα, ακτίνες γάμμα ή ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας.

Τα συμπεράσματα ίσως αποσαφηνιστούν κατά τον έλεγχο των πειραματικών αποτελεσμάτων ενόψει της επιστημονικής δημοσίευσης.