Само един експеримент е открил тъмна материя досега

От всички различни детектори на тъмна материя в света, само един от тях последователно показва положителен сигнал.

Резултатите от експеримента DAMA в Италия са обсъждат горещо - и сега два експеримента, които се стремят да ги повторят и проверят, използвайки едни и същи материали, водят до противоречиви резултати, пише ScienceAlert.

ANAIS, детектор за тъмна материя, управляван от Университета в Сарагоса в Canfranc Underground Laboratory, Испания, постигна резултати, които изглежда противоречат на DAMA.

Но COSINE-100, управляван от сътрудничеството между KIMS (Korea Invisible Mass Search - Корейско търсене на невидими маси) и Университета Йейл, в подземната лаборатория Yangyang в Южна Корея, вече произвежда нови резултати. Те са сходни с това, което показа ANAIS, но също така и малко по-близки до резултатите, които DAMA е постигнала през последните 20 години.

Последният доклад на COSINE-100 се появи след съобщение само преди няколко месеца, че резултатите от сътрудничеството не подкрепят констатациите на DAMA за тъмната материя.

Освен това и двата експеримента отчитат само предварителни резултати, които предстои да бъдат прегледани.

И така, какви са изводите от всичко това?

Тъмната материя е една от най-големите мистерии на Вселената. Има нещо, генериращо гравитационна сила, която не може да се обясни с откриваемата материя. Начинът, по който се движат звездите и галактиките, показва, че до 85% от материята във Вселената е всъщност тъмна материя.

Все още не сме я открили, но можем да търсим следи, които може да се регистрират, ако прецизираме нашата технология и ако знаем какво да търсим.

Един от тези потенциални подписи може да е произведен от хипотетичните „слабо взаимодействащи масивни частици“, известни като WIMP. Ако тези частици съществуват, би трябвало да можем да ги открием от сблъсъците им с електрони или атомни ядра, което би накарало земните заредени течните да дадат откат, произвеждайки светлина, която може да бъде улавена от течните ксенонови или кристални детектори.

DAMA регистрира открития на WIMP от 1995 г. насам, наблюдавайки ги като годишно колебание в броя на откритите светлинни вълни.

^{Първи резултати от DAMA / LIBRA и комбинираните резултати с DAMA / NaI - DAMA Collaboration (Bernabei, R. et al.) Eur.Phys.J. C56 (2008) 333-355 arXiv: 0804.2741 [astro-ph] ROM2F-2008-07}

Заради движението на Земята около Слънцето и  на Слънчевата система около галактическия център, Земята теоретично трябва да бъде изложена на поток от тъмна материя от галактическото хало, достигащ своя пик около 2 юни и изчезващ около 2 декември.

Това е така, защото колкото по-бързо се движим в пространството, толкова повече трябва да се сблъскваме с тъмна материя, а това се очаква в средата на годината, защото тогава орбиталните скорости на Земята и на Слънчевата система се сумират.

Точно това, твърдят учените от DAMA, показват и техните резултати, но никой друг детектор на тъмна материя не се е доближил до тяхното възпроизвеждане - дори XENON1T, признат като най-добрия начин за намиране на неуловимата  материя.

Но XENON1T използва течни ксенонови детектори. А в същото време DAMA използва натриеви йодидни кристални детектори в резервоар, напълнен с течен сцинтилатор, за маркиране на мюоните от космическите лъчи, а същите се използват и от ANAIS, и от COSINE-100.

Данните на ANAIS показаха колебания, но те не бяха в синхрон с пика на DAMA през юни и през декември. И докато резултатът от COSINE-100 бе по-близък от ANAIS, той все още "потвърждава, че модулирания сигнал на DAMA не може да бъде от стандартни WIMP и [стандартен модел хало] с [натриев йодид]", пишат изследователите.

И така, защо всички тези експерименти са толкова сходни, а произвеждат толкова различни резултати? Дали някой прави нещо нередно? Има ли леки различия в детекторите? 

"Всъщност няма как да се направи някакво заключение на този етап, освен растящата неопределеност", заяви за Nature физикът Хуан Колар (Juan Collar) от Чикагския университет в Илинойс. "Но инструментите изглежда имат достатъчна чувствителност, за да дадат скоро окончателни резултати".

Вероятно ще са нужни още няколко години наблюдения преди физиците да се доближат до разкриването на истината. Чакаме със затаен дъх.

Резултатите от COSINE-100 бяха представени на конференцията "Резултати и перспективи на физиката на частиците" на 12 март. Резултатите от ANAIS са публикувани на arXiv.

Още по темата

07/12/2018

Физика

Проверка на експеримент не разкри никакви признаци на тъмна материя

16/01/2017

Физика

Няма следи от сезонност на тъмната материя след 4 години търсене (видео)

26/07/2015

Физика

Колко е тъмна тъмната материя