14 mei 2021

Overschot XENON1T lijkt niet te komen van axionen van de zon

Impressie van een rode reus, die axionen uitstraalt. Credit: Di Luzio et al.

Weten jullie het nog? Op 17 juni jongstleden was het wereldnieuws dat natuurkundigen met de XENON1T detector een onverklaarbaar signaal hadden waargenomen. XENON1T is een detector waarmee men probeert donkere materie direct te detecteren en het signaal dat men zag kwam wellicht van axionen van de zon, een hypothetisch elementair deeltje, een kandidaat donkere materiedeeltje. Bij het XENON1T experiment gebruikt men een detector, die diep onder de grond onder het Italiaanse San Grasso gebergte geplaatst is, een plek waar ‘ie goed beschermd is tegen storende signalen vanuit de ruimte. Het is ‘s werelds meest gevoelige detector voor donkere materie, de hypothetische materie die niet reageert met gewone materie en die zo’n 85% van alle materie in het heelal

De koppeling van axionen aan fotonen en electron een zou volgens XENON1T in de lichtblauwe band liggen. Maar de astronomische waarnemingen zeggen dat die koppeling in het rode gebied moet liggen. Credit: Di Luzio et al.

Maar wat blijkt nu: onderzoekers van Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), University of Barcelona, Barry University en het Laboratori Nazionali di Frascati (INFN) hebben de gegevens van XENON1T bestudeerd en het blijkt dat axionen van de zon niet het signaal dat door XENON1T is waargenomen kunnen verklaren. De reden is simpel: de zon kan nooit zoveel axionen produceren. Zou de zon wel zoveel axionen kunnen produceren dan zouden zwaardere sterren dan de zon véél meer axionen moeten produceren, zoveel zelfs dat ze ware ‘axionen-vuurtorens’ zouden zijn. Ze zouden dan in korte tijd zoveel energie wegstralen dat het invloed zou hebben op hun levensloop, iets dat strijdig is met de waarnemingen aan zware sterren. Het zou bijvoorbeeld betekenen dat er veel minder sterren zouden zijn, die behoren tot de ‘horizontale tak’ van het Herzsprung-Russel diagram. Deze sterren zouden zelfs helemaal niet in bolhopen kunnen voorkomen als ze zoveel axionen produceren. Maar de waarnemingen laten veel van dergelijke sterren zien, óók in bolhopen. Er zijn nu twee mogelijkheden die het waargenomen signaal van XENON1T kunnen verklaren: het zou kunnen komen door een instrumentale fout óf er zou een nog onbekend fysisch fenomeen verantwoordelijk voor zijn. Hier het vakartikel over de berekeningen aan het XENON1T excess, te verschijnen in the Physical Review Letters. Bron: Phys.org.

Comments

  1. Wybren de Jong zegt

    Ik denk dat als er axionen bestaan, er ook nog een grondige wijziging in het standaard model (SM) nodig is.
    Dit artikel rekent, als ik het goed begrijp, door wat er gebeurt als het SM op de meest eenvoudige wijze wordt uitgebreid met axionen. Het verbaast me niet dat je dan absurde uitkomsten krijgt.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: