Füüsikud üritavad - ja ei suuda - leida tumedaid kohti tumedaid aineid

Pin
Send
Share
Send

Teadlased hakkasid kristalle sätendama 1990ndatel. Need kristallid sätendasid suvel rohkem, mida teadlased pidasid tumeaine tõendiks. Kuid need teadlased ilmselt eksisid, viitavad uued uuringud.

Teadlastel on väga hea põhjus arvata, et tume aine on olemas - et seal on nähtamatuid asju, mis veavad kõike oma raskusega, kuid see on meie teleskoopide jaoks nähtamatu. Kuid nad ei tea, millest see tume aine tegelikult koosneb. Füüsikutel on mõned oletused. Kuid teadlased pole kunagi märganud ühtegi otsest tõendusmaterjali, mis viitaks sellele, et mõni konkreetne oletus on õige, välja arvatud üks võimalik erand: Itaalias sädeles üksainus detektor talvel rohkem kui suvel, vihjates, et konkreetne tumeaine mudel oli õige. Kuid nüüd, uus katse, mis üritab seda iga-aastast sädemetsüklit korrata, ei ole andnud olulisi tulemusi, mis näitab, et Itaalia detektori tumeaine tõendid on tõenäoliselt valed.

Siin on tehing: Üks populaarne tumeaine teooria väidab, et kraam koosneb osakestest, mida nimetatakse "nõrgalt interakteeruvateks massiivseteks osakesteks" või "WIMPS". Need WIMP-d oleksid rasked osakesed, mida ei ole füüsika standardses mudelis kirjeldatud, ehkki need oleksid tõenäoliselt standardmudeli osakeste supersümmeetrilised partnerid. WIMP-id kasutavad teiste graanulite vedamiseks oma raskust, suheldes nendega harva.

Lähtudes sellest, kuidas tumeaine universumi valgust kiirgavale ainele näib mõjuvat, arvavad teadlased, et aine kipub galaktikates klastrite moodustuma, hoides neid koos. See tähendab, et kui tumedatest ainetest tehakse WIMP-sid, peaks neist rohkem tabama Maad juunis, kui meie planeet kiirustab Linnutee tumeda aine halo poole, kui detsembris, kui meie planeet kiirustab sellest piirkonnast minema. Õnneks meeskonnale WIMP , näis üks hüpoteesi toetavat üks katse.

Itaalias maa-aluses kohas vahtivad footonidetektorid kogu päeva ja öö jooksul pimeduses naatriumjodiidkristalle, otsides valguse jälgi. Need kristallid süttivad, kui nad interakteeruvad teiste osakestega, ja selles maetud kohas - mida nimetatakse DAMA / NaI eksperimendiks - oleksid WIMP-d teiste ainsate osakeste seas. Juba 1998. aasta aprillis, vaid kolm aastat pärast DAMA / NaI eksperimendi algust, teadlased teatasid ajakirjas Physics Letters B, et kristallid näisid süttivat rohkem suvel kui talvel. Täpselt see, mida teadlased eeldasid, näeks, kas tumeaine koosneb tõepoolest WIMP-dest. Veel 2017. aastal teatasid teadlased 1995. – 2002. Aasta DAMA / NaI eksperimendi ja 2003. aastal alanud täiendatud DAMA / LIBRA katse andmetest kristallide käitumise iga-aastase muutuse kohta.

Kuid need tulemused pole replikatsioonikatsetes eriti hästi püsinud.

Ka Itaalias asuv Xenon100 detektor jahtis WIMP-sid - kuigi ta tegi seda pimedas kambris ksenooni, mitte naatriumjodiidi jõllitades. 2010. aastaks oli selge, et XENON100 ei kavatse DAMA iga-aastast signaali märgata. Veel üks suurem ksenoonotsing, see Hiinas, selle aasta alguses tulemusi ei andnud. Veel üks katse - nimega CoGeNT, mis asub Minnesotas ja tugineb ühele germaaniumi tükile - näis siiski korduvat DAMA iga-aastast signaali.

Viimased uudised ei ole DAMA jaoks siiski head. Kolmapäeval (5. detsember) avaldasid Lõuna-Korea Cosine-100 detektori teadlased ajakirjas Nature teate, et nad ei ole oma uuemas fännidetektoris igal aastal vahetust teinud. See on suur asi, sest Cosine-100 valguseandurid jälgivad naatriumjodiidi maa-aluseid tükke, täpselt nagu DAMA omad. Nii et kui DAMA oleks leidnud tõelise tulemuse, peaks see ilmuma ka Cosine-100-s.

"Selle otsingu tulemus on märkimisväärne, kuna esmakordselt on meil piisavalt suured tundlikkusega naatriumjodiidkristallidetektorid. Juba 20 aastat pole potentsiaalselt olulist väidet taasesitatud, kasutades samu kristalle iseseisvalt," ütles Hyun Cosine-100 kaasesindaja Su Lee ütles oma avalduses.

Teadlased ei tea endiselt, mis põhjustas iga-aastase signaali või miks see DAMA-s ilmnes, kuid mitte Cosine-100. Kuid Korea meeskond teatas, et loodab oma detektori eelseisvale versiooniuuendusele saada paremaid andmeid, mis aitavad lahendada tumeaine müsteeriumi ja DAMA signaali.

Pin
Send
Share
Send