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Ein neues Experiment mit dunkler Materie hat frühere Hinweise auf neue Teilchen zunichte gemacht

Mögliche Hinweise auf seltsame neue Teilchen in einem Detektor für dunkle Materie sind mit neuen Daten verflogen.

Nach einem betörenden Ergebnis seines Vorgängerexperiments fand das XENONnT-Experiment keine Anzeichen von zusätzlichen Blips, die auf neue Teilchen oder ein anderes Phänomen hindeuten könnten, berichten Wissenschaftler am 22. Juli in Wien auf der International Conference on Identification of Dark Matter.

Das XENONnT-Experiment (ausgesprochen „xenon n ton“) im Gran Sasso National Laboratory in Italien verwendet 5,9 Tonnen flüssiges Xenon, um nach dunkler Materie zu suchen, einer schwer fassbaren Substanz, die bisher nur über ihre Gravitationseffekte in der Erde beobachtet wurde Kosmos (SN: 25.10.16). Der Detektor soll nach Teilchen der Dunklen Materie suchen, die in die Kerne von Xenon-Atomen einschlagen und diese zurückstoßen lassen. Der Detektor kann aber auch zurückprallende Elektronen erkennen.

Im Jahr 2020 meldete eine kleinere Version des Experiments namens XENON1T eine größer als erwartete Anzahl dieser abprallenden Elektronen (SN: 17.06.20). „Das hat viel Aufsehen erregt, als wir es veröffentlicht haben“, sagt der Physiker Rafael Lang von der Purdue University in West Lafayette, Indiana.

Dieser Überschuss, so vermuteten einige Wissenschaftler, könnte durch eine unerwartete neue Physik erklärt worden sein, wie zum Beispiel hypothetische leichte Teilchen, die von der Sonne stammen könnten und Solaraxionen genannt werden. Aber der Überschuss war nicht groß genug, um überzeugend zu sein, also wurden mehr Daten benötigt.

In der neuen Analyse, die Daten von etwa 97 Tagen verwendet, entdeckte XENONnT aufgrund bekannter Teilchenwechselwirkungen so viele Elektronenrückstöße wie erwartet, berichteten die Forscher auch in einem Artikel, der auf der Website des Experiments veröffentlicht wurde. Wissenschaftler wissen nicht, was die zusätzlichen Erkennungen im vorherigen Experiment verursacht hat, aber es ist möglich, dass es nur ein statistischer Zufall war, sagt Lang. Oder es könnte an kleinen Mengen Tritium – Wasserstoffatomen mit zwei Neutronen in ihren Kernen – im Detektor gelegen haben.

Nachdem die Ablenkungsmanöver aus dem Weg geräumt sind, durchkämmen die XENONnT-Forscher nun ihre Daten nach nuklearen Rückstößen, in der Hoffnung, den wahren Deal zu entdecken.

Knut Moraa. Fortschritt des XENONnT-Experiments. 14. Internationale Konferenz zur Identifizierung dunkler Materie. 22. Juli 2022. Wien.

XENON-Zusammenarbeit. Suche nach neuer Physik in elektronischen Rückstoßdaten von XENONnT. xenonexperiment.org. Gepostet am 22. Juli 2022.

Autoren: Emily Conover von Sciencenews

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