Tumma aine: se on näkymätön, se on käsittämätön, kiistanalainen ... ja se on kaikkialla - kyllä, maailmankaikkeudessa, mutta etenkin astrofysiikan maailmassa, jossa tutkijat ovat vuosikymmenien ajan pyrkineet tyhjentävästi paljastamaan sen todellisen identiteetin.
Nyt tutkijat, jotka osallistuvat kansainväliseen Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) -kokeeseen, ilmoittavat hiukkasen havaitsemisen muodostavan pimeästä aineesta: heikosti vuorovaikutuksessa olevan massiivisen hiukkasen tai WIMP: n. Texas A&M -yliopiston lehdistötiedotteen mukaan (jonka korkean energian fyysikko Rupak Mahapatra on kokeen päätutkija) SuperCDMS on tunnistanut WIMP: n kaltaisen signaalin 3-sigman tasolla, mikä osoittaa 99,8 prosentin todennäköisyyden todelliselle löytölle - "konkreettinen vihje", kuten sitä kutsutaan.
"Korkean energian fysiikassa löytö väitetään vain 5-sigmassa tai paremmassa", Mahapatra sanoi. ”Joten tämä on varmasti erittäin jännittävä, mutta ei standardien mukaan täysin vakuuttava. Tarvitsemme vain lisää tietoja ollaksemme varmoja. Toistaiseksi meidän täytyy elää tämän houkuttelevan vihjeen yhdestä aikamme suurimmista arvoituksista. ”
Jos tämä on todella WIMP, se on ensimmäinen kerta, kun tällainen hiukkanen on tarkkailtu suoraan antamalla enemmän tietoa siitä, mikä on pimeä aine ... tai ei.
Tunnetusti vaikeasti saavutettavat, WIMP: t ovat harvoin vuorovaikutuksessa normaalin aineen kanssa, ja siksi niitä on vaikea havaita. Tutkijat uskovat, että ne toisinaan poistuvat atomien ytimistä tai leviävät kuten biljardipallot, jättäen jälkeensä pienen määrän energiaa, jonka pystyy jäljittämään syvissä maana sijaitsevissa ilmaisimissa, hiukkaskokoamislaitteilla, kuten CERN: n iso hadronikoppija, ja jopa avaruuslaitteilla, kuten Kansainväliselle avaruusasemalle asennettu alfa-magneettinen spektrometri (AMS).
CDMS-koe, joka sijaitsee puolen mailin maanalaisessa Soudan-kaivoksessa Pohjois-Minnesotassa ja jota hallinnoi Yhdysvaltain energiaministeriön Fermi-kansallisen kiihdytinlaboratorio, on etsinyt pimeää ainetta vuodesta 2003. Kokeessa käytetään erittäin hienostunutta ilmaisintekniikkaa ja edistynyttä analyysiä. tekniikat, jotka mahdollistavat kryogeenisesti jäähdytetyn (melkein absoluuttisen nollan lämpötilan -460 astetta F) germanium- ja piikohteet, jotta voidaan etsiä tumman aineen hiukkasten harvinaista palautumista.
Tämä äskettäin ilmoitettu havainto on tosiasiassa kokeen aikaisemman vaiheen aikana hankittuja tietoja.
"Tämä tulos perustuu tietoihin, jotka on otettu muutama vuosi sitten käyttäen Stanfordissa valmistettuja piinilmaisimia, jotka ovat nyt vanhentuneet", Mahapatra sanoi. ”Lisääntynyt kiinnostus pienimassan WIMP-alueeseen motivoi meitä loppuun analysoimaan piidetektorin altistumisen, joka on vähemmän herkkä kuin germanium, WIMP-massoille, joiden massa on yli 15 gigaelektronia (yksi GeVa on yhtä suuri kuin miljardi elektroni), mutta herkempi alemmille massoille. Analyysin tuloksena oli kolme tapahtumaa, ja arvioitu tausta on 0,7 tapahtumaa. ”
Vaikka Mahapatran mukaan tulos on varmasti rohkaiseva ja kannattaa lisätutkimuksia, hän varoittaa, että sitä ei pitäisi vielä pitää löytönä.
"Olemme vain 99,8 prosenttia varmoja ja haluamme olla 99,9999 prosenttia varmoja", Mahapatra sanoi. ”3-sigmassa sinulla on vihje jostakin. 4-sigmassa sinulla on todisteita. 5-sigmassa, sinulla on löytö. ”
”Lääketieteessä voit sanoa, että parannat 99,8 prosenttia tapauksista, ja se on ok. Kun sanot, että olet tehnyt perustavanlaatuisen löytön korkeaenergisessa fysiikassa, et voi olla väärässä. "
- Dr. Rupak Mahapatra, SuperCDMS: n päätutkija, Texas A&M University
Yhteistyö jatkaa tämän WIMP-sektorin koettelemista SuperCDMS Soudan -kokeen kokeilevilla germaniumilmaisimilla ja harkitsee tulevien kokeiden käyttämistä suurempien, edistyneempien 6-tuumaisten piidetektorien avulla, jotka on kehitetty Texas A & M: n sähkötekniikan laitoksella.
Ryhmä on tarkennut tulokset arXiv: ssä julkaistussa lehdessä, joka lopulta ilmestyyFyysiset tarkistuskirjeet. Mahapatra myös ilmoittaa tulokset tänään klo 12.00. CDT: n keskustelu Mitchellin fysiikan ja tähtitieteen instituutissa.
Lähde: Texas A&M University
(Lue lisää tummasta aineesta täältä ja täältä.)
