Sötét anyag: láthatatlan, megfoghatatlan, ellentmondásos… és mindenhol - igen, az univerzumban, de különösen az asztrofizika világában, ahol a kutatók évtizedek óta kimerítően próbálják feltárni annak valódi identitását.
A nemzetközi kriogén sötét anyagkeresés (SuperCDMS) kísérletével a tudósok egy olyan részecske észlelését jelentették, amelyről azt gondolják, hogy sötét anyagot alkot: egy gyengén kölcsönhatásban lévő hatalmas részecske, vagy a WIMP. A texasi A&M Egyetem sajtóközleménye szerint (amelynek a nagy energiájú fizikusa, Rupak Mahapatra a kísérlet fő kutatója) a SuperCDMS egy 3-szigma szintű WIMP-szerű jelet azonosított, amely 99,8 százalékos esélyt mutat a tényleges felfedezésre. - „konkrét tipp”, ahogy hívják.
„A nagy energiájú fizikában egy felfedezésre csak 5 szigma vagy annál jobb állítással kerül sor.” - mondta Mahapatra. „Tehát ez minden bizonnyal nagyon izgalmas, de a szabványok szerint nem teljesen meggyőző. Csak további adatokra van szükségünk a biztosakhoz. Egyelőre a kor egyik legnagyobb rejtvényének ezt a kínzó utat kell élnünk. ”
Ha ez valóban egy WIMP, akkor ez lesz az első alkalom, amikor egy ilyen részecskét közvetlenül megfigyelnek, így jobban betekintést nyerhetünk a sötét anyagba… vagy nem.
Nem vitathatatlanul, hogy a WIMP-k ritkán lépnek kölcsönhatásba a normál anyaggal, ezért nehéz felismerni őket. A tudósok úgy vélik, hogy alkalmanként lepattannak vagy szétszóródnak, mint például az atomadagok biliárdgömbjei, és így kis energiát hagynak maguk után, amelyek nyomon követhetők a mély föld alatti detektorok, részecske-ütközők, például a CERN-ben lévő Nagy hadron-ütköző, vagy akár az űrben lévő eszközök, mint például a Alfa-mágneses spektrométer (AMS), a Nemzetközi Űrállomásra szerelt.
A CDMS kísérlet, amely fél mérföldre fekszik a Minnesota északi részén található Soudan bányában, és amelyet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Fermi Nemzeti Gyorsító laboratóriuma irányít, 2003 óta keresi a sötét anyagot. A kísérlet nagyon kifinomult detektor technológiát és fejlett elemzést alkalmaz. technikák, amelyek lehetővé teszik a kriogén módon lehűtött (szinte abszolút nulla hőmérsékletet -460 fok F) germánium és szilícium célokat a sötét anyag részecskék ritka visszatekercsének felkutatására.
Ez az újonnan bejelentett észlelés valójában a kísérlet egy korábbi szakaszában gyűjtött adatokból származik.
"Ez az eredmény néhány évvel ezelőtt a Stanfordban gyártott, most már nem működő szilikondetektorokkal vett adatokból származik" - mondta Mahapatra. „Az alacsony tömegű WIMP régió iránti fokozott érdeklődés motiválta bennünket a szilícium-detektor expozíciójának elemzéséhez, amely kevésbé érzékeny, mint a germánium a 15 gigaelektronvolternet meghaladó WIMP tömeg esetén [egy GeVa egyenlő milliárd elektronvolttal], de érzékenyebb. alacsonyabb tömeg esetén. Az elemzés három eseményt eredményezett, és a becsült háttér 0,7 esemény. ”
Bár Mahapatra szerint az eredmény minden bizonnyal biztató és további vizsgálatot érdemel, figyelmezteti, hogy ezt még nem szabad felfedezésnek tekinteni.
"Csak 99,8 százalékkal vagyunk biztosak, és azt akarjuk, hogy 99,99 százalékuk biztos legyen" - mondta Mahapatra. „A 3-szigma-nál van egy kis tippe valamire. A 4-szigmanél bizonyítékok vannak. Az 5-szigmanél van egy felfedezésed.
„Az orvostudományban azt mondhatja, hogy az esetek 99,8 százalékát gyógyítja, és ez rendben van. Amikor azt mondja, hogy alapvető felfedezést tett a nagy energiájú fizikában, nem lehet tévedni. "
- Dr. Rupak Mahapatra, a SuperCDMS vezető kutatója, a Texas A&M Egyetem
Az együttműködés továbbra is vizsgálni fogja ezt a WIMP szektort a SuperCDMS Soudan kísérletben működő germániumdetektorok felhasználásával, és fontolóra veszi a későbbi kísérletek során a Texas A&M Villamosmérnöki Tanszékén kifejlesztett nagyobb, fejlettebb 6 hüvelykes szilíciumdetektorok használatát.
A csapat az arXiv-ben közzétett cikkben részletezi eredményeit, amely végül megjelenikFizikai áttekintő levelek. A Mahapatra az eredményeket ma délután 12 órakor is bejelenti. CDT a Mitchell Alapfizikai és Csillagászati Intézetben tartott beszélgetésen.
Forrás: Texas A&M Egyetem
(További információ a sötét anyagról itt és itt olvasható.)
