PandaX-II no observa el exceso de XENON-1T, pero tampoco lo descarta

Por Francisco R. Villatoro, el 14 marzo, 2021. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticia CPAN • Noticias • Physics • Science

XENON1T observó un exceso a 3.5 sigmas para energías de retroceso entre 1 y 7 keV de origen desconocido (LCMF, 17 Jun 2020); estudiaron si su fuente podrían ser partículas de tipo axión o neutrinos de Majorana, pero lo más razonable es que su origen sea la contaminación por tritio. El detector chino PandaX-II ha estudiado dicho exceso, pero no lo ha observado; aún así, sus resultados son compatibles tanto con la existencia de dicho exceso como con su ausencia. Siendo un detector más pequeño, PandaX-II ha alcanzado una exposición de 100.7 ton · día, cuando XENON1T logró 0.65 ton · año (~237 ton · día), se puede considerar un resultado esperable. Ahora todo indica que habrá que esperar a futuros detectores, como PandaX-4T, XENONnT y LZ para resolver la cuestión y dilucidar el origen del exceso, si es que existe.

Parafraseando la publicación de XENON1T, la colaboración PandaX ha estimado sus límites de exclusión para sus dos explicaciones al exceso. Para el acoplamiento axión–electrón obtienen gAe < 4.6 × 10−12 para un axión solar con masa inferior a 0.1 keV/c2 (cuando XENON1T obtuvo gAe ≈ 3.15 × 10−12). Y para el momento magnético de un neutrino de Majorana µν < 4.9 × 10−11 µB al 90 25 % C.L. (cuando XENON1T obtuvo µν ∈ (1.4, 2.9) × 10−11 µB ). Como puedes ver, el resultado de PandaX-II es compatible con los resultados de XENON1T. El gran problema de este exceso es que se puede explicar por contaminación con tritio; pero una repetición de la toma de datos tras una (re)purificación del xenón está más allá de los objetivos de la colaboración.

El nuevo artículo es PandaX-II Collaboration, «A search for solar axions and anomalous neutrino magnetic moment with the complete PandaX-II data,» Chinese Physics Letters 38: 011301 (2021), doi: https://doi.org/10.1088/0256-307X/38/1/011301, arXiv:2008.06485 [hep-ex] (14 Aug 2020). Te recuerdo que el artículo en liza es XENON Collaboration, «Excess electronic recoil events in XENON1T,» Physical Review D 102: 072004 (12 Oct 2020), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.072004, arXiv:2006.09721 [hep-ex] (17 Jun 2020); según Google Scholar este artículo ha sido citado 100 veces (57+43), la mayoría ofreciendo explicaciones teóricas potenciales al exceso.

Esta figura compara los límites de exclusión de PandaX-II para las dos explicaciones del exceso de XENON1T. En ambos casos se incluyen los límites astrofísicos que descartan que los axiones y los neutrinos sean los responsables de la señal observada. Estos límites apuntan a que la explicación por tritio es la más parsimoniosa.



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