แต่ผลลัพธ์ของ XENON1T แคบลงในตำแหน่งที่จะค้นหาอนุภาค บาคาร่า สมมุติที่เรียกว่า WIMPS เครื่องตรวจจับอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดไม่พบร่องรอยของสสารมืดแม้จะค้นหาประมาณหนึ่งปี
การทดลองนี้รู้จักกันในชื่อ XENON1T ออกแบบมาเพื่อตรวจจับอนุภาคสสารมืดที่เข้าใจยาก ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ในจักรวาล นักฟิสิกส์ไม่รู้ว่าสสารมืดคืออะไร คำอธิบายที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอย่างหนึ่งคืออนุภาคที่เรียกว่า WIMP ซึ่งย่อมาจากอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน XENON1T ค้นหา WIMP ที่ชนเข้ากับนิวเคลียสของอะตอมในซีนอนเหลวแช่เย็น 1,300 กิโลกรัม แต่ XENON1T ไม่พบการชนดังกล่าว การหายไปของอนุภาคทำให้สถานที่หลบซ่อนของพวกมันหายไปโดยกำหนดขีดจำกัดใหม่ว่า WIMPs สามารถโต้ตอบกับนิวเคลียสได้บ่อยเพียงใดขึ้นอยู่กับมวลของพวกมัน
นักวิจัยอธิบายผลลัพธ์ในวันที่ 28 พฤษภาคมในการเจรจาสองครั้ง
ครั้งที่หนึ่งที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Gran Sasso ในอิตาลีซึ่งเป็นที่ตั้งของ XENON1T และอีกงานหนึ่งที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อนุภาคของยุโรป CERNในเจนีวา ก่อนหน้านี้ XENON1T ไม่ได้รายงานคำใบ้ของ WIMPโดยใช้ข้อมูลประมาณหนึ่งเดือน ( SN: 9/30/17, p. 17 ) อย่างไรก็ตาม การศึกษาครั้งใหม่นี้ได้รับการคาดหวังอย่างสูงจากนักฟิสิกส์ เนื่องจากการค้นหาที่ยาวนานขึ้นทำให้มีโอกาสตรวจพบ WIMP มากขึ้น
เมื่อหน้าต่าง WIMP แคบลง นักวิทยาศาสตร์ก็กำลังเตรียมที่จะเร่งความเร็วการค้นหา สร้างเครื่องตรวจจับ WIMP ที่ใหญ่ขึ้นและละเอียดอ่อนมากขึ้น และดำเนินการค้นหาอนุภาคสสารมืดที่เป็นไปได้อื่นๆ เช่น axions ( SN Online: 4/9/18 )
โปรตอนภายในทนแรงกดดันได้มากกว่าที่เราเคยเห็น
เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลการทดลองเพื่อประเมินความดันภายในโปรตอนสงสารโปรตอน: อนุภาคเล็กๆ เหล่านั้นอยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างมาก การศึกษาใหม่พบว่าอวัยวะภายในของโปรตอนถูกบีบให้หนักกว่าสารอื่น ๆ ที่เราวัดได้
นักฟิสิกส์ Volker Burkert ผู้ร่วมวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Natureวันที่ 17 พฤษภาคม กล่าวว่า “มันเป็นแรงกดดันสูงสุดที่เราเคยเห็นมาจริงๆ โปรตอนทำลายสถิติความดันที่กำหนดโดยดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ตายที่มีความหนาแน่นสูงอย่างไม่น่าเชื่อที่สามารถก่อตัวขึ้นได้เมื่อดาวมวลสูงระเบิดและแกนกลางของมันยุบตัวลง บีบอัดมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ให้เหลือขนาดเท่าเมือง
ความดันในศูนย์กลางของโปรตอนมีค่าเฉลี่ยล้านล้านล้านเท่าของความแรงของความดันบรรยากาศของโลก รายงานจาก Burkert และเพื่อนร่วมงานจาก Thomas Jefferson National Accelerator Facility ใน Newport News รัฐเวอร์จิเนีย นั่นคือประมาณ 10 เท่าของความดันที่พบในดาวนิวตรอน ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ในทางทฤษฎีว่าแรงกดดันดังกล่าวอาจเกิดขึ้นภายในโปรตอน แต่ผลลัพธ์ใหม่คือเครื่องวัดความดันโปรตอนแบบทดลองครั้งแรก
ในการวิจัยโปรตอน การกระจายแรงดันภายในของอนุภาคนั้นเป็นเขตแดนที่ยังไม่ได้สำรวจ แม้ว่าความดันจะเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของโปรตอนอย่างใดอย่างหนึ่ง นักฟิสิกส์ Peter Schweitzer จากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัตในสตอร์สกล่าวว่า “มันสำคัญพอๆ กับประจุไฟฟ้าหรือมวล แต่ไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อนจนถึงตอนนี้
โปรตอนประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกว่ารวมทั้งควาร์กซึ่งมีประจุไฟฟ้า และกลูออนซึ่งส่งผ่านแรงนิวเคลียร์อย่างแรงที่ยึดโปรตอนไว้ด้วยกัน ( SN: 4/29/17, p. 22 ) ที่ใจกลางของอนุภาคก้อนนี้ เบอร์เคิร์ตและเพื่อนร่วมงานรายงานว่า มีแรงกดดันมหาศาลพุ่งออกไปด้านนอก แต่แรงภายนอกที่ทำลายสถิตินี้ถูกควบคุมโดยแรงดันภายในจากบริเวณด้านนอกของอนุภาค
รูปแบบแรงกดดันนี้คล้ายคลึงกับสิ่งที่เกิดขึ้นในวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก: “ในแง่หนึ่ง มันดูเหมือนดาว” นักฟิสิกส์ Oleg Teryaev จากสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ในเมือง Dubna ประเทศรัสเซียกล่าว ดาวยังมีแรงกดดันที่ผลักออกไปด้านนอกในศูนย์กลาง ซึ่งต่อต้านการดึงแรงโน้มถ่วงเข้าด้านใน
โปรตอนถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยแรงเฉื่อย เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ที่ถูกแรงโน้มถ่วงจับไว้ด้วยกัน แต่โปรตอนตัวเล็ก ๆ เป็นสัตว์ร้ายที่แตกต่างกัน ดังนั้น “มันเป็นเรื่องธรรมชาติ แต่ก็ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย” ที่วัตถุทั้งสองจะมีความคล้ายคลึงกันในแง่ของแรงกดดัน Teryaev กล่าว
ในการหาปริมาณการบีบตัวของโปรตอน นักวิจัยได้ใช้ข้อมูลจากเครื่องตรวจจับอนุภาคที่เรียกว่า CLAS ซึ่งย่อมาจากเครื่องวัดการยอมรับขนาดใหญ่ของลำแสงอิเล็กตรอนแบบต่อเนื่อง ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการเจฟเฟอร์สัน ในการทดลองกับ CLAS นักวิทยาศาสตร์ได้ยิงอิเล็กตรอนที่ไฮโดรเจนเหลว ซึ่งเป็นแหล่งโปรตอนที่มีอยู่มากมาย และเฝ้าดูสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบของโปรตอนและสะท้อนกลับออกไป การวัดใหม่นี้ใช้ข้อมูลจากปี 2015 ที่ได้รับการวิเคราะห์เป็นครั้งแรกโดยใช้เทคนิคที่สามารถหยอกล้อความดันของโปรตอนได้ บาคาร่า
