Temná záležitost: je neviditelná, je nepolapitelná, je kontroverzní ... a je to všude - ve vesmíru ano, ale zejména ve světě astrofyziky, kde se vědci vyčerpávajícím způsobem snaží odhalit svou pravou identitu po celá desetiletí.
Nyní vědci z mezinárodního experimentu Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) hlásí detekci částice, o které se předpokládá, že tvoří temnou hmotu: slabě interagující masivní částice neboli WIMP. Podle tiskové zprávy z Texas A&M University (jejíž vysoce energetický fyzik Rupak Mahapatra je hlavním řešitelem experimentu) identifikoval SuperCDMS signál podobný WIMP na úrovni 3 sigma, což naznačuje 99,8% šanci na skutečný objev - „konkrétní náznak“, jak se tomu říká.
"Ve fyzice s vysokou energií je objev vyžadován pouze na 5-sigma nebo lepší," řekl Mahapatra. "To je určitě velmi vzrušující, ale ne zcela přesvědčivé standardy." Potřebujeme pouze více údajů, abychom si byli jistí. Prozatím musíme žít s tímto vzrušujícím náznakem jedné z největších hádanek naší doby. “
Pokud je to skutečně WIMP, bude to poprvé, kdy byla taková částice přímo pozorována, což poskytuje lepší vhled do toho, co je temná hmota ... nebo není.
Notoricky nepolapitelný, WIMP zřídka interagují s normální hmotou, a proto je obtížné je detekovat. Vědci se domnívají, že se občas odrazí nebo rozptýlí jako kulečníkové koule z atomových jader a zanechají za sebou malé množství energie, kterou mohou sledovat detektory hluboko pod zemí, srážky částic, jako je Velký hadronový srážka v CERN, a dokonce i nástroje ve vesmíru, jako je Alfa magnetický spektrometr (AMS) namontovaný na mezinárodní vesmírné stanici.
Experiment CDMS, který se nachází půl kilometru pod zemí v dole Soudan v severní Minnesotě a spravuje ho Národní laboratoř Accelerator Laboratory amerického ministerstva energetiky, hledá temnou hmotu od roku 2003. Experiment využívá velmi sofistikovanou detekční technologii a pokročilé analýzy techniky umožňující kryogenně chlazené (téměř absolutní nulová teplota při -460 ° F) cíle germania a křemíku pro hledání vzácného zpětného toku částic temné hmoty.
Tato nově ohlášená detekce skutečně vychází z dat získaných během dřívější fáze experimentu.
"Tento výsledek je z údajů pořízených před několika lety pomocí detektorů křemíku vyrobených ve Stanfordu, které jsou nyní zaniklé," řekl Mahapatra. „Zvýšený zájem o oblast WIMP s nízkou hmotností nás motivoval k dokončení analýzy expozice křemíkového detektoru, která je méně citlivá než germanium pro hmotnosti WIMP nad 15 giga-elektronvoltů [jeden GeVa se rovná miliardě elektronových voltů], ale citlivější pro nižší hmotnosti. Výsledkem analýzy byly tři události a odhadované pozadí je 0,7 událostí. “
Přestože Mahapatra říká, že výsledek je určitě povzbudivý a hodný dalšího vyšetřování, varuje, že by se prozatím neměl považovat za objev.
"Jsme si jistí pouze 99,8 procenta a chceme mít jistotu 99,9999 procent," řekl Mahapatra. "Ve 3-sigma máte něco." Ve 4-sigma máte důkaz. Na 5-sigma máte objev. “
"V medicíně můžete říci, že vyléčíte 99,8 procenta případů, a to je v pořádku." Když říkáte, že jste udělali zásadní objev ve fyzice s vysokou energií, nemůžete se mýlit. “
- Dr. Rupak Mahapatra, hlavní vyšetřovatel SuperCDMS, Texas A&M University
Spolupráce bude nadále zkoumat tento sektor WIMP pomocí operačních germaniových detektorů experimentu SuperCDMS Soudan a v budoucích experimentech zvažuje použití větších, pokročilejších 6palcových křemíkových detektorů vyvinutých na Katedře elektrotechniky v Texasu A&M.
Tým podrobně popsal své výsledky v příspěvku publikovaném v arXiv, který se nakonec objeví vDopisy fyzické kontroly. Mahapatra také zveřejní výsledky dnes ve 12 hodin. CDT v přednášce v Mitchellově ústavu pro základní fyziku a astronomii.
Zdroj: Texas A&M University
(Přečtěte si více o temné hmotě zde a zde.)
