Bilim insanları, karanlık maddeye ait ilk doğrudan kanıtın keşfedilmiş olabileceği iddia eden bir araştırmayla dikkatleri üzerine çekti. Bu potansiyel keşif, “Zayıf Etkileşimli Büyük Kütleli Parçacık” (WIMP), yani karanlık maddenin önde gelen hipotezsel parçacık adaylarından biri ile sıradan bir parçacık arasındaki tek bir etkileşimin tespit edilmesiyle gerçekleşti.
Karanlık madde, evrenin kütlesinin %85’ini oluşturmasına rağmen, bilim insanları hala ne olduğundan emin değiller. Karanlık maddenin , veya ışıkla etkileşime girmemesi, onun elektronlardan, protonlardan ve nötronlardan oluşamayacağı anlamına gelir; bu parçacıklar da yıldızların, gezegenlerin, ayın, vücudumuzun ve etrafımızdaki her şeyin atomlarını oluşturur.
Bu durum, bilinen sınırların ötesindeki yeni türde parçacıkların aranmasını teşvik etmiştir. Şimdiye kadar bu arayışlar sonuçsuz kalmıştır; ancak LUX-ZEPLIN deneyi nihayet bir umut ışığı yakmış olabilir.
Güney Dakota’daki Sanford Underground Research Facility (SURF) altında, 1 mil derinlikte bulunan 10 ton ultra saf sıvı xenon ile dolu bir dedektör olan LUX-ZEPLIN tarafından toplanan verilerin analizi, bilim insanlarının bilinen arka plan sinyallerinden kaynaklanan olaylarla açıklanamayan tek bir parçacık etkileşimi ortaya koymuştur.
“Bu çalışma, bu veri setinde daha önce keşfetmediğimiz bir bölgede yapıldı ve tüm olası arka plan olaylarının nedenlerini anlamak için aylar süren ek çaba harcadık” diyen Birleşik Krallık’taki Bristol Üniversitesi’nden ekip lideri Sam Eriksen, “Dedektörümüzü ve arka planları o kadar iyi anlıyoruz ki, bulduğumuz bu gibi tek bir olağandışı olay bile önemlidir.”
Bu keşif, karanlık madde hakkında neler anlatıyor? Eğer bu ekip tarafından tespit edilen etkileşim, iki parçacığın nadir bir etkileşimi sonucu gerçekleşmişse, bu bilim insanlarına bu hipotezsel parçacıklar hakkında bazı bilgiler sağlayacaktır.
Öncelikle, bu sinyal WIMP’lerin proton kütlesinin yaklaşık 200 katı kadar bir kütleye sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, bu sinyallerin, daha önce öngörülmeyen bir şekilde sıradan maddeyle etkileşime giren WIMP’ler olabileceğini de düşündürmektedir.
Elbette, bu sonuçlar henüz kesin değil. Bu tek potansiyel tespit, bilinen arka planlardan kaynaklanan bir olayla açıklanma olasılığına karşı hala %0,5’lik bir ihtimal bulunmaktadır. LUX-ZEPLIN, karanlık madde bilimindeki en büyük veri setini toplamaya devam ederken, ekibin bu etkinin öneminin artıp artmadığını veya önemini kaybedip kaybetmediğini belirleyecektir. Kesin olan tek şey, WIMP/madde etkileşimlerinin son derece nadir olmasıdır; bu nedenle sadece birkaç benzer tespit, WIMP karanlık maddenin varlığını kesin olarak kanıtlayabilir ve böylece evrenin en gizemli bileşeninin neyden oluştuğu sorusuna nihai bir cevap getirebilir.
“Karanlık madde etkileşimlerinin son derece nadir olmasını bekliyoruz, bu nedenle sadece birkaç tespit WIMP karanlık maddenin ilk tespitini işaretleyebilir” dedi Eriksen.
Ekibin sonuçları konferansında sunulmuş ve Physical Review Letters dergisine gönderilmiştir.
GÖZLEM DEĞERLENDİRMELERİ (1)