Tume mateeria: see on nähtamatu, see on tabamatu, vastuoluline ... ja see on kõikjal - jah, universumis, kuid eriti astrofüüsika maailmas, kus teadlased on aastakümneid ammendavalt püüdnud selle tõelist identiteeti paljastada.
Nüüd teatavad rahvusvahelise eksperimentaalse superkrüogeense tumeda materjali otsingu (SuperCDMS) teadlased osakeste tuvastamisest, mis arvatakse moodustavat tumeainet: nõrgalt interakteeruv massiline osake või WIMP. Texase A&M ülikooli pressiteate kohaselt (mille suure energiaga füüsik Rupak Mahapatra on eksperimendi peamine uurija) on SuperCDMS tuvastanud WIMP-taolise signaali 3-sigma tasemel, mis näitab 99,8-protsendilist tõenäosust reaalseks avastuseks - "konkreetne vihje", nagu seda nimetatakse.
"Suure energiaga füüsikas väidetakse, et avastus on vähemalt 5-sigma või parem," ütles Mahapatra. „Nii et see on kindlasti väga põnev, kuid mitte standardite järgi veenev. Et olla kindlad, vajame lihtsalt rohkem andmeid. Praegu peame elama selle kiusliku vihjega ühele meie aja suurimale mõistatusele. ”
Kui see on tõepoolest WIMP, on see esimene kord, kui sellist osakese vahetult jälgitakse, andes rohkem teavet selle kohta, mis on tume aine ... või ei ole.
Pole eriti keeruline, kuna WIMP-id suhtlevad harva normaalse ainega ja seetõttu on neid raske tuvastada. Teadlased usuvad, et aeg-ajalt põrkavad nad laiali või hajuvad nagu piljardikuulid aatomituumadest, jättes endast maha väikese hulga energiat, mida on võimalik jälgida sügaval maa all asuvate detektorite abil, osakeste põrkeseadmetega nagu CERNis asuv suur hadronikolonder ja isegi kosmoses asuvate instrumentidega nagu Rahvusvahelise kosmosejaama külge monteeritud alfa-magnetiline spektromeeter (AMS).
MMS-i põhjaosas Soudani kaevanduses poole miili maa all asuvat CDMS-eksperimenti, mida haldab Ameerika Ühendriikide energeetikaministeeriumi Fermi riikliku kiirendi laboratoorium, on tumeaineid otsitud alates 2003. aastast. Katse kasutab väga keerukat detektoritehnoloogiat ja täiustatud analüüsi. tehnikad, mis võimaldavad krüogeenselt jahutatud (peaaegu absoluutne nulltemperatuur -460 kraadi F) germaaniumi ja räni sihtmärke tumeda aine osakeste harvaesineva tagasilöögi otsimiseks.
See äsja väljakuulutatud tuvastus pärineb tegelikult katse varasemas etapis saadud andmetest.
"See tulemus on saadud andmete põhjal, mis on võetud mõni aasta tagasi Stanfordi ränddetektorite abil, mis on nüüd kasutuks muutunud," ütles Mahapatra. Suurenenud huvi väikese massiga WIMP piirkonna vastu motiveeris meid lõpule viima ränidetektori kokkupuute analüüsi, mis on vähem tundlik kui germaanium WIMP masside korral, mille mass ületab 15 gigaelektronvolti [üks GeVa võrdub miljardi elektronvoltiga], kuid tundlikum madalamate masside jaoks. Analüüsi tulemuseks oli kolm sündmust ja hinnanguline taust on 0,7 sündmust. ”
Ehkki Mahapatra sõnul on tulemus kindlasti julgustav ja väärt edasist uurimist, hoiatab ta, et seda ei tohiks veel avastuseks pidada.
"Oleme kindlad ainult 99,8 protsenti ja tahame olla 99,9999 protsenti kindlad," sõnas Mahapatra. “3-sigma juures on sul millestki vihje. 4-sigma juures on teil tõendeid. 5-sigma juures on teil avastus. ”
“Meditsiinis võite öelda, et ravite 99,8 protsenti juhtudest ja see on kõik korras. Kui ütlete, et olete teinud suure energiaga füüsikas põhjapaneva avastuse, ei saa te eksida. "
- Dr Rupak Mahapatra, SuperCDMS juhtivteadur, Texase A&M ülikool
Koostööga jätkatakse selle WIMP-i sektori sondeerimist, kasutades SuperCDMS Soudani eksperimendis töötavaid germaaniumidetektorit ning kaalutakse tulevastes katsetes suuremate ja täiustatud 6-tollise ränidiaatorite kasutamist, mis on välja töötatud Texase A & M elektrotehnika osakonnas.
Meeskond kirjeldas üksikasjalikult oma tulemusi arXivis avaldatud paberlehes, mis lõpuks ilmubFüüsilise ülevaate kirjad. Mahapatra teatab tulemused ka täna kell 12.00. CDT vestlusel Mitchelli Põhifüüsika ja Astronoomia Instituudis.
Allikas: Texase A&M ülikool
(Loe tumeda aine kohta lähemalt siit ja siit.)
