Темна матерія: вона невидима, невловима, суперечлива ... і це скрізь - у Всесвіті, так, але особливо у світі астрофізики, де дослідники десятиліттями вичерпно намагаються розкрити його справжню ідентичність.
Зараз вчені з міжнародного експерименту «Супер кріогенний темний пошук» (SuperCDMS) повідомляють про виявлення частинки, яка, як вважається, утворює темну речовину: слабо взаємодіючу масивну частинку або WIMP. Згідно з прес-релізом Техаського університету A&M (чий фізик з високою енергією Рупак Махапатра є головним дослідником експерименту) SuperCDMS виявив сигнал, схожий на WIMP, на рівні 3-сигми, що свідчить про 99,8-відсотковий шанс фактичного виявлення - "конкретний натяк", як його називають.
"У фізиці високої енергії відкриття заявляється лише на 5-сигма або краще", - сказав Махапатра. «Отже, це, звичайно, дуже захоплююче, але не цілком переконливо за стандартами. Нам просто потрібно більше даних, щоб бути впевненими. Поки що нам доводиться жити з цим вражаючим натяком на одну з найбільших загадок нашого часу ».
Якщо це дійсно WIMP, то вперше таку частинку будуть безпосередньо спостерігати, надаючи більше розуміння, що таке темна речовина… чи ні.
Як відомо, WIMP рідко взаємодіє з нормальною речовиною, і тому їх важко виявити. Вчені вважають, що вони час від часу відскакують або розлітаються, як більярдні кулі, з атомних ядер, залишаючи після себе невелику кількість енергії, здатної відстежувати детектори глибоко під землею, накладати частинки, такі як Великий адронний колайдер в ЦЕРН і навіть прилади в космосі, як Альфа-магнітний спектрометр (AMS), встановлений на Міжнародній космічній станції.
Експеримент CDMS, розташований на півмилі під рудником на шахті Судан на півночі Міннесоти і керований Національною лабораторією акселераторів Міністерства енергетики США Фермі, шукає темну речовину з 2003 року. Експеримент використовує дуже складну детекторну технологію та розширений аналіз прийоми, що дозволяють криогенно охолодженим (майже абсолютна нульова температура при -460 градусах F) германію та кремнію мішені шукати рідкісні віддачі частинок темної речовини.
Це нещодавно оголошене виявлення фактично походить від даних, отриманих під час попередньої фази експерименту.
"Цей результат отриманий за даними, отриманими кілька років тому за допомогою кремнієвих детекторів, виготовлених в Стенфорді, які зараз не працюють", - сказав Махапатра. «Посилений інтерес до області низької маси WIMP мотивував нас провести аналіз впливу кремнію-детектора, який менш чутливий, ніж германій для маси WIMP вище 15 гіга-електронвольт [один GeVa дорівнює мільярду вольт], але більш чутливий для нижчих мас. В результаті аналізу було проведено три події, а передбачувана історія - 0,7 подій ».
Хоча Махапатра каже, що результат, безумовно, є обнадійливим і вартим подальшого дослідження, але він застерігає, що його поки не слід вважати відкриттям.
"Ми впевнені лише в 99,8 відсотка, і ми хочемо бути впевненими в 99,9999 відсотках", - сказав Махапатра. "У 3-сигмах у вас є щось натяк. У 4-сигмах у вас є докази. У 5-сигмі у вас є відкриття. "
"У медицині можна сказати, що виліковуєте 99,8 відсотків випадків, і все в порядку. Коли ви говорите, що зробили фундаментальне відкриття у фізиці високих енергій, ви можете не помилитися ».
- Доктор Рупак Махапатра, головний дослідник SuperCDMS Техаського університету A&M
Співпраця продовжить досліджувати цей сектор WIMP, використовуючи діючі детектори германію експерименту SuperCDMS Soudan, і планує використовувати більші, більш досконалі 6-дюймові детектори кремнію, розроблені в Техаському департаменті електротехніки в майбутніх експериментах.
Команда детально описувала свої результати у статті, опублікованій в arXiv, яка врешті з’явиться уЛисти з фізичного огляду. Махапатра також оголосить результати сьогодні о 12:00. CDT у розмові в Інституті фундаментальної фізики та астрономії Мітчелла.
Джерело: Техаський університет A&M
(Детальніше про темну речовину читайте тут і тут.)
