La energía oscura podría ser responsable de misteriosas señales de experiencia, dicen los investigadores
Un equipo de físicos de la Universidad de Cambridge sospecha que la energía oscura puede haber empañado los resultados de la Experiencia XENON1T, una serie de tanques de xenón subterráneos 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 afectar el comportamiento del universo y lo que contiene. La materia oscura se refiere a la masa aparentemente invisible que solo se conoce 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, por citar solo algunos. Pero la energía oscura es mucho más enigmática, y ahora un grupo de investigadores que trabaja en los datos de XENON1T afirma que un exceso inesperado de actividad podría deberse a esta fuerza desconocida, más que a un candidato a materia oscura. La investigación del equipo fue publicado esta semana en Physical Review D.
La experiencia XENON1T, enterrada bajo los Apeninos en Italia, está configurada para estar lo más lejos posible de cualquier ruido. Consiste en cubas de xenón líquido que se encenderán al interactuar con una partícula que pasa. Como reportado previamente por Gizmodo, en junio de 2020, el equipo de XENON1T informó que el proyecto estaba viendo más interacciones de las que debería bajo el Modelo Estándar de Física, lo que significa que podría detectar partículas subatómicas teorizadas como axiones, o algo podría ser un problema con el experimento.
«Estos tipos de exceso son a menudo fluidos, pero de vez en cuando también pueden conducir a descubrimientos fundamentales», dijo Luca Visinelli, investigador de Frascati National Laboratories en Italia y coautor del estudio, en la Universidad de Cambridge. Liberación. «Exploramos un modelo en el que esta señal podría atribuirse a la energía oscura, en lugar de la materia oscura que el experimento fue diseñado originalmente para detectar».
«Primero tenemos que saber que 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».
Aunque 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 sobresalen del Sol parecían una posible explicación para el exceso de señal, pero había fallas en la idea, ya que requeriría repensar 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 hoy», dijo un investigador. dijo Gizmodo el año pasado.
Parte del problema con la investigación de la energía oscura radica en las «partículas camaleónicas» (también llamadas axiones solares o camaleones solares), llamadas así por su capacidad teórica de variar en masa dependiendo de la cantidad de materia que las rodea. Esto aumentaría la masa de las partículas al pasar a través de un objeto denso como la Tierra y disminuiría su fuerza sobre las masas circundantes, como Nuevo Atlas explicado en 2019. El equipo de investigación reciente construyó un modelo que utiliza proyección de camaleón apagado ¿Cómo se comporta la energía oscura? a escalas mucho más allá de la del denso universo local.
«Nuestra detección de camaleones detiene la producción de partículas de energía oscura en objetos muy densos, evitando los problemas encontrados por los axiones solares», dijo el autor principal Sunny Vagnozzi, cosmólogo del Instituto Kavli de Cosmología en Cambridge, en una universidad. Liberación. «También nos permite desacoplar lo que está sucediendo en el Universo local muy denso de lo que está sucediendo a escalas mayores, 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 podría detectarse con XENON1T.
Desde que se descubrió el exceso por primera vez, el equipo de XENON1T «intentó de alguna manera destruirlo», como investigador le dijo al New York Times. La terquedad de la señal es tan confusa como emocionante.
«Los autores ofrecen una posibilidad emocionante e interesante de extender el alcance de los experimentos de detección de materia oscura a la detección directa de energía oscura», dijo Zara Bagdasarian, física de UC Berkeley a Gizmodo en un correo electrónico, quien no estaba afiliado al artículo reciente. «El estudio de caso del exceso de XENON1T ciertamente no es concluyente, y tenemos que esperar más datos de más experimentos para probar la validez de la idea del camaleón solar».
Se espera que la próxima generación de XENON1T, llamada XENONnT, tenga sus primeras pruebas experimentales Después en este año. Se espera que las actualizaciones del experimento eliminen cualquier ruido y ayuden a los físicos a descubrir exactamente qué está mal 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 tan pronto como sepamos más.
