W 2020 roku międzynarodowy zespół naukowców ogłosił, że eksperyment XENON1T mógł zarejestrować tajemnicze sygnały, wskazujące na odkrycie aksjonu, czyli hipotetycznej cząstki spoza Modelu Standardowego. Teraz naukowcy pracujący przy chińskim detektorze cząstek PandaX-II powiadomili, że pozyskane podczas badań dane sugerują, że XENON1T mógł odkryć nieznaną nauce fizykę.

XENON1T składa się między innymi z kilkutonowego zbiornika, który jest wypełniony płynnym ksenonem o temperaturze -95 stopni Celsjusza i ukryty głęboko pod ziemią we włoskim laboratorium Gran Sasso National Laboratory, aby chronić go przed promieniowaniem kosmicznym. Jeśli ciemna materia przedostanie się do tego zbiornika, wzbudzi atomy ksenonu i stworzy błysk światła oraz wolne elektrony, które mogą zostać wykryte przez czujniki. Jednak podobne sygnały mogą wyzwolić również inne cząstki.

Międzynarodowy zespół naukowców prowadził eksperymenty w latach 2016-2018. Ich celem było odnalezienie cząstek nieuchwytnej ciemnej materii podczas ich interakcji ze zwykłą materią. Podczas tamtych eksperymentów zarejestrowano 53 tajemnicze zdarzenia, których pochodzenia nie udało się wyjaśnić. Naukowcy uważają, że nadmiar zdarzeń może wskazywać na odkrycie aksjonu - hipotetycznej cząstki spoza Modelu Standardowego, choć inne wyjaśnienia dla tego zjawiska również wydają się prawdopodobne. Wykryte sygnały mogą pochodzić z nieznanych wcześniej właściwości neutrin lub mogą wynikać z zakłóceń.

Detektor PandaX-II – źródło: PandaX

Teraz naukowcy z Szanghajskiego Uniwersytetu Jiaotong przeprowadzili niezależne eksperymenty przy użyciu detektora PandaX-II, który znajduje się w podziemnym laboratorium China Jinping Underground Laboratory w prowincji Syczuan. Badania wykazały, że naukowcy pracujący przy detektorze XENON1T faktycznie mogli dokonać odkrycia, choć opcja zakładająca zakłócenia tła nie mogła zostać całkowicie wykluczona.

Naukowcy z Chin przeprowadzają właśnie modernizację detektora, który otrzyma nazwę PandaX-4T i powinien zacząć zbierać dane jeszcze w 2021 roku. Przez modernizację przechodzi również urządzenie XENON1T, które rozpocznie pracę jako XENONnT. Tymczasem w amerykańskim podziemnym laboratorium Sanford Underground Research Facility instalowany jest detektor LUX-ZEPLIN. Dzięki nowym i ulepszonym detektorom wkrótce powinniśmy dowiedzieć się, jakiego odkrycia dokonał XENON1T.