12 ноември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

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

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 16 януари 2017 в 11:5736640
Детекторът XENON1T. Снимка: Jpienaar13 CC-BY-SA 4.0

Тъмната материя получи още един удар.

Само една колаборация - DAMA- твърди, че са видели признаци на мистериозната материя, а сега многогодишен анализ на групата от експеримента XENON100 не успя да намери никакви доказателства за този сигнал.

Това може да постави кръст на спорния сигнал веднъж и завинаги - но някои казват, че това не е толкова просто, коментира New Scientist.

Препринт на изследването е публикуван на сървъра arXiv.org.

Тъмната материя е мистериозна субстанция, която съставя около 23% от общата маса на Вселената. Знаем, че я има заради гравитационната сила, която упражнява върху обикновената материя, но е дяволски трудно да се открие.

Многобройни детектори се опитват да направят точно това, погребани дълбоко под земята, за да блокират смущаващите космически лъчи. Но макар че има няколко измъчени намеци тук-там, нищо не успя да достигне прага, необходим, за да се смята за откритие - с едно изключение.

През 1998 г. учени от експеримента DAMA (DArk MAtter), разположен в тунел под 1400 метра скала в планината Гран Сасо в Италия, заявиха, че са открили тъмната материя във вид на слабо взаимодействащи масивни частици (weakly interacting massive particle - WIMP) с маса около 10 гигаелектронволта (GeV). Процентът на записаните сигнали на частици, сблъскващи се с ядрата на материала (натриев йодид) на детектора се променя със сезоните. Учените на DAMA приписват това, че Земята преминава през поток тъмна материя, докато обикаля около Слънцето. Това би трябвало да доведе до колебания в скоростта на Земята спрямо амплитудата на тъмната материя в десетки километра в секунда. Въпреки това, това тълкуване на резултатите от експеримента бе многократно подлагано на съмнения.

Данни от експеримента DAMA/LIBRA и оригиналните DAMA/NaI през 2008 г. / R. Bernabei et al. / arXiv.org, 2008

Сигналът на DAMA бе безспорен, но много физици твърдяха, че има други фактори, освен тъмната материя, които могат да го обяснят.

През 2013 г. DAMA повишавайки чувствителността на детектора, издигна статистическата значимост на сезонните колебания на събитията до 9,3 сигма - тази стойност е много повече от необходимия минимум за признаване на откритието (5 сигма). Но признаването на всеки експеримент е нужно също и да се възпроизведе. През 2009 г. подобен експеримент с работен материал германий (CoGeNT,) е поставен в САЩ. Първоначално той също показва намези за сезонни колебания в сигнала. Но с увеличаване на количеството на данните сезонността изчезна.

Експериментът XENON100 е още един опит да се намерят следи от взаимодействието на тъмната материя с обикновената материя. Работното тялот тук е 160 кг течен ксенон. Детекторът, според изчисленията на разработчиците му, има много по-голяма чувствителност, отколкото DAMA.

Чувствителността на XENON1T и очакваната маса и сечение на взаимодействията на WIMP (сивите зони) Източник: Yixiong Meng, XENON Collaboration

Области на предполагаемата маса на WIMP и сечения, изключени от различните експерименти. Източник: Particle Data Group, 2014

В новата работа колаборацията XENON анализира около четири години работа на детектора (2010-2014 г.) в търсене на сезонни колебания във възможните прояви на тъмната материя. Първоначалният анализ показва, че със статистическа значимост на 5.7 сигма детекторът не вижда годишните колебания, видяни от DAMA. Това може да означава, че сигналът на DAMA е причинен от други процеси, които не са свързани с "вятър" от частици тъмна материя. Другото по-екзотично обяснение е, че тъмната материя взаимодейства по различен начин с натриев йодид и с ксенон.

Сигналът на XENON100 и предсказаният сигнал на DAMA/LIBRA. Източник: XENON collaboration

Изследователите от XENON забелязаха намеци на друго сезонно колебания на сигнала с период от 435 дни. Но неговата статистическа значимост на това наблюдение не достига до 2 сигма,. което е недостатъчно за някакви сериозни твърдения - то може да е и случайна флуктуация.

Да се провери хипотезата, че натриевият йодид по някаква причина е по-чувствителен към тъмната материя от ксенона, ще бъде възможно с помощта на експеримента SABRE в Австралия, който е точно копие на DAMA. Първите резултати от детектора се очакват през 2017. 


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Първото селфи в Космоса
11 ноември 2019 в 00:00
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.