Bonanza danych ciemnej materii

Wszechświat jest pełen tajemniczych niewidzialnych rzeczy, które odmawiają interakcji ze światłem. Nie odbija, nie emituje ani nie pochłania światła. Ale astronomowie wiedzą, że tam jest ze względu na jego grawitacyjny wpływ na widzialne rzeczy. Nazywają to ciemną materią.

Ale jest problem. Jeśli ciemna materia istnieje (a na tym blogu przyjrzeliśmy się wielu alternatywnym pomysłom), powinno być jej dużo. Astronomowie szacują, że 83 procent masy Wszechświata powinno przybrać tę formę. Reszta, zaledwie 17 proc., jest widoczna.

Więc gdzie są te wszystkie rzeczy? Powinna przenikać do Układu Słonecznego, Ziemi i naszego środowiska. A jednak kiedy fizycy go szukają, znajdują zip.

Przynajmniej większość fizyków niczego nie znajduje. Od kilku lat jedna grupa naukowców krzyczy z dachów, że widzą ciemną materię.

Ci faceci umieścili gigantyczną bryłę soli na dnie kopalni we Włoszech. Ta bryła to 250 kg kryształ jodku sodu domieszkowanego talem. Uważa się, że zderzenie egzotycznej cząstki z jądrem w krysztale wygeneruje foton, który może zostać wychwycony przez czułe detektory światła w pobliżu.

Ten eksperyment nazywa się DAMA/LIBRA, a jego wyniki są kontrowersyjne. Podczas gdy cząsteczki ciemnej materii z pewnością mogą generować fotony w krysztale, każdy inny rodzaj cząsteczki również może generować światło. Eksperyment wychwytuje więc również promieniowanie kosmiczne, neutrony termiczne i radioaktywność tła. To sprawia, że ​​wyniki są wyjątkowo hałaśliwe.

Istnieje jednak sposób na oddzielenie sygnału ciemnej materii od całego tego tła. Gdy Słońce porusza się przez galaktykę, musi również poruszać się przez morze ciemnej materii. A gdy Ziemia porusza się wokół Słońca, w niektórych porach roku wpada szybciej do morza ciemnej materii, a innym razem wolniej.

Tak więc sygnał ciemnej materii powinien mieć roczną modulację.

To jest dokładnie to, co ludzie z DAMA/LIBRA mówią, że widzą. Sygnał ciemnej materii osiąga szczyt w maju, a następnie zanika. I to nie jest słaby sygnał próbny – ludzie z DAMA/LIBRA twierdzą, że dowody statystyczne są tak jasne, że prawie nie ma możliwości, aby się mylili.

Jednak większość astrofizyków zignorowała, a nawet wyśmiewała wynik DAMA/LIBRA. Powodem jest to, że na dnie innych kopalni na całym świecie jest wiele innych detektorów ciemnej materii, które nic nie widzą. Uważa się, że wiele z nich jest bardziej niezawodnych, ponieważ zasłaniają szum tła przed promieniowaniem kosmicznym i tak dalej.

Powinni widzieć tylko ciemną materię. Ale tak nie jest.

A przynajmniej nie. Kilka tygodni temu zespół z detektorem o nazwie CoGeNT na dnie kopalni w Minnesocie ogłosił, że zebrał bardzo podobne dowody do eksperymentu DAMA/LIBRA. Ich dowody na ciemną materię nie są tak silne statystycznie, ale są modulowane dokładnie w ten sam sposób, osiągając szczyt pod koniec kwietnia lub na początku maja.

Dzisiaj Dan Hooper z Fermi National Accelerator Laboratory i Chris Kelso z University of Chicago przeglądają dane z CoGenT i DAMA/LIBRA i twierdzą, że są ze sobą kompatybilne. Jeśli prawdziwa faza osiągnie szczyt na początku maja, będzie to oznaczać modulację zgodną z tą, o której informowali partnerzy DAMA/LIBRA, mówią.

To całkiem niezłe stwierdzenie, biorąc pod uwagę sceptycyzm, jaki wielu badaczy okazywało zespołowi DAMA/LIBRA.

Ale dowody na tym się nie kończą. Hooper i Kelso twierdzą również, że rodzaj ciemnej materii, jaki sugerują te wyniki, jest zgodny z innymi pośrednimi dowodami ciemnej materii, które zaobserwowano w innych eksperymentach. Rzeczy takie jak widmo promieni gamma obserwowane przez Kosmiczny Teleskop Fermi Gamma Ray i mgła widziana przez statek kosmiczny WMAP, uważa się, że są generowane przez elektrony w pobliżu centrum galaktyki emitujące fotony.

A przed nami jeszcze więcej. Hooper i Kelso twierdzą, że kolejny eksperyment jest bliski opublikowania szczegółowych wyników, które potwierdzają twierdzenia DAMA/LIBRA-CoGenT. Współpraca CRESST doniosła o zaobserwowaniu nadmiaru zdarzeń z grubsza zgodnych z oczekiwanymi w przypadku cząstki ciemnej materii podobnej do CoGeNT.

Tak więc świat badań ciemnej materii został wywrócony do góry nogami w ciągu zaledwie kilku miesięcy. Po latach negatywnych raportów nagle pojawia się lawina pozytywnych.

To sprawia, że ​​jest to interesujący temat nie tylko dla fizyków, ale także dla psychologów badających dynamikę grupy. Proces, w którym idee naukowe stają się faktami naukowymi, zawsze był niejasny i dziwny.

Prawda jest jednak taka, że ​​jest tak samo podatna na ludzkie słabości, jak każda inna dziedzina działalności, a więc tak samo podatna na mody, mody i nagłe zmiany opinii. Ciekawie będzie zobaczyć, co historycy nauki oceniają ten odcinek.

Nr ref.: http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Implikacje nowych wyników CoGeNT dla ciemnej materii

ukryć