Temná hmota: je neviditeľná, je nepolapiteľná, je kontroverzná ... a je všade - vo vesmíre áno, ale najmä vo svete astrofyziky, kde sa vedci vyčerpávajúco snažia odhaliť svoju pravú identitu už celé desaťročia.
Vedci z medzinárodného experimentu Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) hlásia detekciu častice, o ktorej sa predpokladá, že tvorí temnú hmotu: slabo interagujúcu masívnu časticu alebo WIMP. Podľa tlačovej správy z Texas A&M University (ktorej vysokoenergetický fyzik Rupak Mahapatra je hlavným výskumným pracovníkom v experimente) SuperCDMS identifikoval signál podobný WIMP na úrovni 3 sigma, čo naznačuje 99,8 percentnú šancu na skutočný objav. - „konkrétny náznak“, ako sa volá.
"Vo vysokoenergetickej fyzike sa objav vyžaduje iba pri 5 sigma alebo lepšom," uviedol Mahapatra. „Je to určite veľmi vzrušujúce, ale nie úplne presvedčivé z hľadiska noriem. Potrebujeme iba viac údajov, aby sme si boli istí. Nateraz musíme žiť s týmto vzrušujúcim nádychom jednej z najväčších hádaniek našej doby. “
Ak je to skutočne WIMP, bude to prvýkrát, keď bude takáto častica priamo pozorovaná, čo poskytne väčší prehľad o tom, čo je temná hmota ... alebo nie.
Notoricky nepolapiteľný, WIMP zriedka interagujú s normálnou hmotou, a preto je ťažké ich odhaliť. Vedci veria, že sa občas odrazia alebo rozptýlia ako biliardové gule z atómových jadier, zanechávajúc za sebou malé množstvo energie, ktorú môžu sledovať detektory hlboko pod zemou, zrážače častíc, ako napríklad Veľký hadrónový zrážač v CERN, a dokonca aj nástroje vo vesmíre ako sú Alfa magnetický spektrometer (AMS) namontovaný na medzinárodnej vesmírnej stanici.
Experiment CDMS, ktorý sa nachádzal pol kilometra pod zemou v bane Soudan v severnej Minnesote a ktorý riadi laboratórium amerického ministerstva energetiky Fermi National Accelerator Laboratory, hľadá temnú hmotu od roku 2003. Experiment využíva veľmi sofistikovanú technológiu detektorov a pokročilú analýzu. techniky, ktoré umožňujú kryogénne chladené (takmer absolútna nulová teplota pri -460 ° F) ciele germánia a kremíka hľadať zriedkavé spätné získavanie častíc temnej hmoty.
Táto novo oznámená detekcia v skutočnosti pochádza z údajov získaných počas skoršej fázy experimentu.
"Tento výsledok vyplýva z údajov získaných pred niekoľkými rokmi pomocou detektorov kremíka vyrobených v Stanforde, ktoré sú už zaniknuté," uviedol Mahapatra. „Zvýšený záujem o oblasť WIMP s nízkou hmotnosťou nás motivoval k dokončeniu analýzy expozície kremíkového detektora, ktorá je menej citlivá ako germánium pre hmotnosti WIMP nad 15 giga-elektrónvoltov [jeden GeVa sa rovná miliarde elektrónových voltov], ale citlivejší pre nižšie hmotnosti. Výsledkom analýzy boli tri udalosti a odhadované pozadie je 0,7 udalostí. “
Hoci Mahapatra tvrdí, že výsledok je určite povzbudivý a hodný ďalšieho vyšetrovania, varuje, že by sa zatiaľ nemal považovať za objav.
"Sme si istí iba 99,8 percentami a chceme si byť istí 99,9999 percentami," uviedol Mahapatra. "Na 3-sigma máte niečo." Na 4-sigma máte dôkazy. Na 5-sigma máte objav. “
„V medicíne môžete povedať, že liečite 99,8% prípadov, a to je v poriadku. Keď hovoríte, že ste urobili zásadný objav vo vysokoenergetickej fyzike, nemôžete sa mýliť. “
- Dr. Rupak Mahapatra, hlavný riešiteľ SuperCDMS, Texas A&M University
Spolupráca bude pokračovať v skúmaní tohto odvetvia WIMP pomocou operačných germániových detektorov experimentu SuperCDMS Soudan a v budúcich experimentoch sa uvažuje o použití väčších, pokročilejších 6-palcových kremíkových detektorov vyvinutých na Katedre elektrotechniky v Texase A&M.
Tím svoje výsledky podrobne opísal v dokumente uverejnenom v arXiv, ktorý sa nakoniec objaví vListy o fyzickom preskúmaní, Mahapatra dnes zverejní výsledky o 12:00. CDT v prednáške v Mitchellovom inštitúte pre základnú fyziku a astronómiu.
Zdroj: Texas A&M University
(Prečítajte si viac o temnej hmote tu a tu.)
