Тъмна материя: тя е невидима, неуловима, противоречива ... и е навсякъде - във Вселената, да, но особено в света на астрофизиката, където изследователите от десетилетия изчерпателно се опитват да разкрият истинската му идентичност.
Сега учените с международния експеримент за супер криогенно тъмно търсене (SuperCDMS) съобщават за откриването на частица, за която се смята, че представлява тъмна материя: слабо взаимодействаща масивна частица или WIMP. Според прессъобщение на Тексаския университет A&M (чийто енергиен физик Рупак Махапатра е основен изследовател в експеримента) SuperCDMS е идентифицирал WIMP-подобен сигнал на 3-сигматично ниво, което показва 99,8 процента вероятност от действително откриване - „конкретен намек“, както се нарича.
„Във физиката на висока енергия откриването се твърди само при 5-сигма или по-добре“, каза Махапатра. „Така че това със сигурност е много вълнуващо, но не напълно убедително от стандартите. Просто имаме нужда от повече данни, за да сме сигурни. Засега трябва да живеем с този мъчителен намек за една от най-големите загадки на нашето време. "
Ако това наистина е WIMP, това ще бъде първият път, когато такава частица бъде директно наблюдавана, като даде повече поглед върху това какво е тъмна материя ... или не.
Известно неуловимо, WIMP рядко взаимодействат с нормална материя и затова са трудни за откриване. Учените смятат, че от време на време отскачат или се разпръскват като билярдни топки от атомни ядра, оставяйки след себе си малко количество енергия, способна да бъде проследена от детектори дълбоко под земята, сблъсъци на частици, като Големия адронен колайдер в ЦЕРН и дори инструменти в космоса като Алфа магнитен спектрометър (AMS), монтиран на Международната космическа станция.
Експериментът CDMS, разположен на половин миля под земята в рудник Судан в северната част на Минесота и управляван от Националната лаборатория за ускоряване на Ферми на Министерството на енергетиката на САЩ, търси тъмна материя от 2003 г. Експериментът използва много сложни детекторни технологии и усъвършенстван анализ техники за осигуряване на криогенно охладени (почти абсолютна нулева температура при -460 градуса F) германий и силициеви цели за търсене на рядкото извличане на частици от тъмна материя.
Това ново обявено откриване всъщност идва от данни, получени по време на по-ранна фаза на експеримента.
„Този резултат е от данни, взети преди няколко години с помощта на силициеви детектори, произведени в Станфорд, които сега не съществуват“, каза Махапатра. „Повишеният интерес към региона с ниска маса WIMP ни мотивира да завършим анализа на експозицията на силиций-детектор, която е по-малко чувствителна от германия за WIMP маси над 15 гига-електронволта [един GeVa е равен на милиард волта], но по-чувствителен за по-ниски маси. Анализът доведе до три събития, а приблизителната оценка е 0,7. “
Въпреки че Махапатра казва, че резултатът със сигурност е обнадеждаващ и достоен за по-нататъшно проучване, той предупреждава, че той все още не трябва да се счита за откритие.
„Сигурни сме само 99,8 процента и искаме да сме сигурни в 99,9999 процента“, каза Махапатра. „При 3-сигма имаш намек за нещо. При 4-сигма имате доказателства. В 5-сигма имате откритие. "
„В медицината можете да кажете, че лекувате 99,8 процента от случаите и това е добре. Когато кажете, че сте направили фундаментално откритие във физиката на висока енергия, не можете да сбъркате. "
- Д-р Рупак Махапатра, главен изследовател на SuperCDMS, Тексаски университет A&M
Сътрудничеството ще продължи да изследва този WIMP сектор, използвайки работещите германиеви детектори на експеримента SuperCDMS Soudan и обмисля да използва по-големи, по-модерни 6-инчови силициеви детектори, разработени в Тексаския отдел по електротехника в бъдещите експерименти.
Екипът е подробно описал резултатите си в документ, публикуван в arXiv, който в крайна сметка ще се появи вПисма за физически преглед, Махапатра също ще обяви резултатите днес от 12:00 ч. CDT в беседа в Института по фундаментална физика и астрономия на Мичъл.
Източник: Тексаски университет A&M
(Прочетете повече за тъмната материя тук и тук.)
