Nye, uforklarlige signaler fra rummet: Hvad foregår der?

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk, 03-07-2020

Den 17. juni skete der noget i et underjordisk anlæg i Italien, som fik verdens astrofysikere til at spærre øjnene op. Et observationsanlæg, der har til opgave at lede efter mørkt stof, rapporterede om nogle uforklarlige signaler fra rummet.

- Astrofysikere verden over er nærmest gået i selvsving over det her. For hvor kommer de signaler fra, og hvad kan de fortælle os, siger Mads Toudal Frandsen, der er lektor og forsker i teoretisk partikelfysik på Syddansk Universitet.

Selv mener han, at signalerne kan stamme fra en såkaldt elementarpartikel, som først bliver opdaget nu.

En ny partikel vil være kæmpestort

- Jeg vil af erfaring være ekstremt forsigtig med at overfortolke de nye data. Men når det er sagt, så er det jo kæmpestort, hvis der virkelig er tale om en ny partikel. Det vil i så fald være første gang siden opdagelsen af Higgs partiklen i 2012, siger han.

Mads Toudal Frandsen mener, at der kan være tale om partiklen ALP (Axion-Like Particle), som er en ganske let elementarpartikel. Den er aldrig blevet observeret – før måske nu.

- Der er en række ting, der ikke er forklaret i vores nuværende model for, hvad universet består af. Hvis ALP findes, kan den forklare nogle af de her ting. Derfor er det fantastisk, hvis det vitterlig er ALP, de har fundet, fordi det kan være et vindue til en ny forståelse af både mørkt stof i universet og hvordan elementarpartiklerne fik deres masse.

Kan forklare oprindelsen af mørkt stof

Sammen med en række kolleger, bl.a. Martin Rosenlyst Jørgensen, har Mads Toudal Frandsen tidligere vist, at eksistensen af ALP kan være nøglen til at forstå både Higgs partiklen og det mørke stofs oprindelse. Dette har de netop beskrevet i tidsskriftet Physical Review Letters. 

- Nu har vi analyseret de nye uforklarlige signaler fra Italien, og vi kan se, at præcist ALP elementarpartiklen kan forklare de signaler, som blev rapporteret den 17. juni. Dette arbejde er nu blevet lyn-publiceret.

 - Jeg vil igen understrege at det er alt for tidligt at sige, om de nye signaler stammer fra mørkt stof, en ny partikel, eller om der blot er tale om en radioaktiv kilde, som de endnu ikke har forstået. Det vil vi vide meget mere om i den nærmeste fremtid.

Intens jagt

Anlægget i Italien kan betragtes som et kæmpe eksperiment og hedder XENON1T. Det er et såkaldt detektionseksperiment, der har til opgave at detektere mørkt stof-partikler. Den opgave har flere forskellige anlæg forsøgt at løse i mere end 30 år – hidtil forgæves.

Fysikere anslår, at universet består af 85 pct. mørkt stof, mens resten er det stof, som galakser og lign. består af. Ingen ved, hvad mørkt stof er, men man ved, at det har styret dannelsen af strukturer som galakser i universet.

Kernen i XENON1T er et ton flydende xenon, som blot venter  på, at mørkt stof partikler fra galaksen banker ind i et af xenon-atomerne. Hvis det sker, kan rekylet måles som et spor fra kollisionen - ligesom når en billardkugle rammer en anden.