Σκοτεινή ύλη: είναι αόρατο, αόριστο, αμφιλεγόμενο… και είναι παντού - στο Σύμπαν, ναι, αλλά ειδικά στον κόσμο της αστροφυσικής, όπου οι ερευνητές προσπαθούν εξαντλητικά να αποκαλύψουν την πραγματική του ταυτότητα εδώ και δεκαετίες.
Τώρα, οι επιστήμονες με το διεθνές πείραμα Super Cryogenic Dark Matter (SuperCDMS) αναφέρουν την ανίχνευση ενός σωματιδίου που πιστεύεται ότι αποτελεί τη σκοτεινή ύλη: ένα μαζικό σωματίδιο που αλληλεπιδρά ασθενώς ή το WIMP. Σύμφωνα με δελτίο τύπου από το Πανεπιστήμιο του Texas A&M (του οποίου ο φυσικός φυσικός Rupak Mahapatra είναι ο κύριος ερευνητής του πειράματος), το SuperCDMS εντόπισε ένα σήμα τύπου WIMP σε επίπεδο 3-σίγμα, το οποίο υποδεικνύει πιθανότητα 99,8% μιας πραγματικής ανακάλυψης. - μια «συγκεκριμένη υπόδειξη», όπως λέγεται.
"Στη φυσική υψηλής ενέργειας, μια ανακάλυψη αξιώνεται μόνο σε 5-σίγμα ή καλύτερα", δήλωσε ο Mahapatra. «Αυτό είναι σίγουρα πολύ συναρπαστικό, αλλά όχι απόλυτα πειστικό από τα πρότυπα. Χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα για να είμαστε σίγουροι. Προς το παρόν, πρέπει να ζήσουμε με αυτήν τη δελεαστική υπόδειξη ενός από τους μεγαλύτερους γρίφους της εποχής μας. "
Εάν αυτό είναι πράγματι ένα WIMP, θα είναι η πρώτη φορά που ένα τέτοιο σωματίδιο έχει παρατηρηθεί άμεσα, δίνοντας περισσότερη εικόνα για το τι είναι η σκοτεινή ύλη… ή δεν είναι.
Είναι γνωστό ότι τα WIMPs σπάνια αλληλεπιδρούν με την κανονική ύλη και, ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να εντοπιστούν. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι περιστασιακά αναπηδούν, ή διασκορπίζονται σαν μπάλες μπιλιάρδου από, ατομικούς πυρήνες, αφήνοντας πίσω τους μια μικρή ποσότητα ενέργειας ικανή να παρακολουθείται από ανιχνευτές βαθιά υπόγεια, συγκολλητές σωματιδίων όπως το Large Hadron Collider στο CERN και ακόμη και όργανα στο διάστημα όπως το Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) τοποθετημένο στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Το πείραμα CDMS, που βρίσκεται μισό μίλι υπόγεια στο ορυχείο Soudan στη βόρεια Μινεσότα και το διαχειρίζεται το Εθνικό Εργαστήριο Επιτάχυνσης Fermi του Υπουργείου Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών, ψάχνει για σκοτεινή ύλη από το 2003. Το πείραμα χρησιμοποιεί πολύ εξελιγμένη τεχνολογία ανιχνευτή και προηγμένη ανάλυση τεχνικές που επιτρέπουν την κρυογονική ψύξη (σχεδόν απόλυτη μηδενική θερμοκρασία στους -460 βαθμούς F) στόχους γερμανίου και πυριτίου για αναζήτηση της σπάνιας ανάκρουσης σωματιδίων σκοτεινής ύλης.
Αυτή η πρόσφατα ανακοινωμένη ανίχνευση προέρχεται πραγματικά από δεδομένα που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια μιας προηγούμενης φάσης του πειράματος.
«Αυτό το αποτέλεσμα προέρχεται από δεδομένα που ελήφθησαν πριν από λίγα χρόνια με τη χρήση ανιχνευτών πυριτίου που κατασκευάστηκαν στο Στάνφορντ και είναι πλέον ανενεργές», δήλωσε ο Mahapatra. «Το αυξημένο ενδιαφέρον για την περιοχή WIMP χαμηλής μάζας μας ώθησε να ολοκληρώσουμε την ανάλυση της έκθεσης του ανιχνευτή πυριτίου, η οποία είναι λιγότερο ευαίσθητη από το γερμανικό για μάζες WIMP άνω των 15 giga-electronvolts [ένα GeVa είναι ίσο με ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρονικά βολτ] αλλά πιο ευαίσθητο για χαμηλότερες μάζες. Η ανάλυση είχε ως αποτέλεσμα τρία συμβάντα και το εκτιμώμενο υπόβαθρο είναι 0,7 συμβάντα. "
Αν και ο Mahapatra λέει ότι το αποτέλεσμα είναι σίγουρα ενθαρρυντικό και αξίζει περαιτέρω διερεύνησης, προειδοποιεί ότι δεν πρέπει να θεωρηθεί ανακάλυψη ακόμη.
«Είμαστε μόνο 99,8% σίγουροι και θέλουμε να είμαστε 99,9999% σίγουροι», δήλωσε ο Mahapatra. «Στο 3-σίγμα, έχετε μια υπόδειξη για κάτι. Στο 4-sigma, έχετε στοιχεία. Στο 5-sigma, έχετε μια ανακάλυψη. "
«Στην ιατρική, μπορείτε να πείτε ότι θεραπεύετε το 99,8 τοις εκατό των περιπτώσεων και ότι είναι εντάξει. Όταν λέτε ότι έχετε κάνει μια θεμελιώδη ανακάλυψη στη φυσική υψηλής ενέργειας, δεν μπορείτε να κάνετε λάθος. "
- Δρ. Rupak Mahapatra, κύριος ερευνητής του SuperCDMS, Πανεπιστήμιο Texas A&M
Η συνεργασία θα συνεχίσει να ανιχνεύει αυτόν τον τομέα WIMP χρησιμοποιώντας τους λειτουργικούς ανιχνευτές γερμανίου του πειράματος SuperCDMS Soudan και εξετάζει το ενδεχόμενο χρήσης μεγαλύτερων, πιο προηγμένων ανιχνευτών πυριτίου 6 ιντσών που αναπτύχθηκαν στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Texas A & M σε μελλοντικά πειράματα.
Η ομάδα έχει αναλύσει τα αποτελέσματά της σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε στο arXiv και τελικά θα εμφανιστείΕπιστολές φυσικής αναθεώρησης. Η Mahapatra θα ανακοινώσει επίσης τα αποτελέσματα σήμερα στις 12 μ.μ. CDT σε μια ομιλία στο Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy.
Πηγή: Πανεπιστήμιο Α & Μ του Τέξας
(Διαβάστε περισσότερα για τη σκοτεινή ύλη εδώ και εδώ.)
