ذرات “غیرممکن” که زمین را زده است ممکن است ماده تاریک باشد

ذره ای بسیار پرانرژی که با پاره کردن زمین مورد توجه قرار گرفته است ، دانشمندان را از زمان کشف آن ناامید کرده است. در حالی که بسیاری از محققان بر این باورند که این ذره یک نورینو غیرمعمول بود ، برخی اکنون نشان می دهند که این حتی می تواند وحشی تر باشد: ذره ای از ماده تاریک که از طریق کیهان حرکت می کند.

ردیاب KM3NET ، در ساحل ایتالیا ، این نوترینو “غیرممکن” را در سال 2023 هنگامی که هنوز در دست ساخت بود ، مشاهده کرد. ذرات مورد نظر نسبت های عظیم ، 35 برابر پر انرژی تر از هر چیزی که قبلاً دیده شده بود ، بود. از آنجا که از همان چیزها ناشی می شود ، با منابع احتمالی شامل یک کهکشان با یک سیاه چاله مرکزی بسیار فعال معروف به Blazar یا پس زمینه نوترینوس با انرژی بالا که جهان را نفوذ می کند.

Bhupal Dev در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس ، میسوری و همکارانش ایده دیگری دارند. آنها پیشنهاد می کنند که این رویداد شاید به هیچ وجه یک نوترینو نبود ، بلکه ذره ای از ماده تاریک که بر روی سیاره ما از یک Blazar غلبه می کند. او می گوید: “این روش جدیدی را باز می کند که واقعاً می توانید ماده تاریک را آزمایش کنید.” “ما می توانیم این تلسکوپ های نوترینو را به ردیاب های ماده سیاه تبدیل کنیم.”

ردیاب های نوترینو در حال حاضر کار دشواری دارند زیرا این ذرات بسیار ریز و تقریباً بدون جرم هستند ، به ندرت هنگام عبور از کیهان با ماده تعامل دارند. هنگامی که به زمین می رسند ، بعضی اوقات می توانند به اتم ها سقوط کنند و ذره ای به نام ماه تولید کنند که توسط آشکارسازهای نوترینو مانند KM3NET و ICECUBE در قطب جنوبی قابل برداشت است.

ICECUBE از سال 2011 شواهدی برای صدها نوترینو کیهانی دیده است ، اما هرگز چیزی به اندازه کشف KM3NET پرانرژی نیست. این گیج کننده بود ، زیرا هرچه منبع KM3NET باشد ، Icecube نیز باید آن را دیده باشد.

دد می گوید اگر ذره ورودی ماده تاریک باشد و یک نورینو نباشد ، می تواند این راز را توضیح دهد. مسیر پیش بینی شده کوچک از ذرات ورودی به این معنی بود که وی برای رسیدن به KM3NET از ICCUBE مجبور به سفر بیشتر از زمین برای رسیدن به KM3net شد و این احتمال را برای پراکنده شدن در یک موون افزایش داد. Dev توضیح می دهد: “ماده تاریک موضوع زیادی از زمین را طی می کند ، و ما می توانیم توضیح دهیم که چرا Icecube آن را ندیده است.”

این ذرات در یک بلیزر تولید می شد و سپس در یک پرتو به سمت زمین کشیده می شد. وی می گوید ، Dev این ایده را ترویج می کند زیرا پروتون های پر انرژی در یک Blazar انرژی خود را در ماده تاریک به طور مؤثرتر از نوترینوها منتقل می کنند. اکثریت قریب به اتفاق سایر وقایع شناسایی شده توسط KM3NET و ICECUBE احتمالاً نوترینوها بودند.

همه متقاعد نشده اند. می گوید: “از دیدگاه تیغ یک OCCAM ، احتمالاً فقط یک نوترینوهای معمولی است که از نظر انرژی استثنایی است.” و هوپر در دانشگاه ویسکانسین – مدیسون. با این حال ، اگر صحیح باشد ، روشی برای یافتن و مطالعه ذرات ماده تاریک ، که قبلاً هرگز شناسایی نشده اند ، به ما می دهد. هوپر توضیح می دهد: “اگر این ماشین ها بتوانند نه تنها نوترینوها بلکه ماده تاریک را نیز مطالعه کنند ، همه خوشحال می شوند.”

شرلی لی در دانشگاه کالیفرنیا ، ایروین ، می گوید که این ایده می تواند در آینده مورد آزمایش قرار گیرد ، زیرا هر ذره ای از ماده تاریک ورودی باید هنگام برخورد به زمین ، دو مونه را در آشکارساز تولید کند ، نه تنها یک ، بلکه آشکارسازها در حال حاضر دقت متمایز دو ذره را از یک سیگنال واحد دارند. وی گفت: “این به طور بالقوه قابل آزمایش است ، اما این انرژی ها ، بازسازی Muon بسیار دشوار است.”