Спорное заявление об черной материи в конце концов пройдет бесповоротные тесты

    В сфере исследовательских работ черной материи, как только в посудной скамейке, существуют слон: заявление, в которое тяжело поверить, нереально подтвердить и на удивление тяжело растолковать. Однако сейчас у нас существуют четверо инструмента с этим же типом сенсора, что был у коллаборации, которой принадлежит это же спорное заявление. В течение последующих трех лет эти опыты или подтвердят существование черной материи, или опровергнут заявление раз и навечно, рассказывают физики, работающие над ними.

    Спорное заявление об черной материи в конце концов пройдет бесповоротные испытания

    «Все разрешится», разговаривает Франк Калаприс из Принстонского вуза в Нью-Джерси, руководящий одним из тестов.

    Первоначальное заявление существовало изготовлено коллаборацией DAMA, сенсор которой присутствует в лаборатории глубоко под горным массивом Гран-Сассо к востоку от Рима. Наиболее десяти годов назад она предоставила умопомрачительные подтверждения черной материи, невидимой субстанции, которая, как только считают, связывает галактики воедино собственным гравитационным притяжением. Первый из новеньких сенсоров начнет ишачить в Южной Корее уже сквозь несколько недель. Другие будут запущены в наиблежайшие пару лет в Испании, Австралии и Гран-Сассо. Они все будут применять кристаллы иодида натрия для поиска черной материи, чего же и не выполнял ни один крупномасштабный опыт, кроме DAMA.

    Ученые очень убеждены в существовании черной материи и в фолиант, что ее минимум в пять раз все больше традиционного вещества. Однако ее природа останется таинственной. Ведущая догадка состоит в том, что по последней мере часть ее массы состоит из малосильно взаимодействующих частиц (вимпов), кои обязаны время от времени сталкиваться с атомными ядрами на Планете земля.

    Кристаллы иодида натрия обязаны осуществлять вспышку света, ежели этакое произойдет в сенсоре. И хотя естественная радиоактивность тоже осуществляет этакие вспышки, DAMA заявила о обнаружении вимпов гораздо в 1998 году, делая упор на тамошний факт, что число вспышек, сделанных за денек, сомневалось зависимо от времен года.

    Конкретно это же можно существовало бы ждать, ежели сигнал выполняется вимпами, кои проливаются на Планету земля по мере движения Галлактики сквозь гало черной материи Млечного Пути. В этаком случае число частиц, пересекающих Планету земля, обязано достигать собственного пика, когда орбитальное движение планетки выравнивается с движением Солнца, сначала июня, и снижаться, когда движение идет против Солнца, сначала декабря.

    Однако существуют одна объемная неполадка. «Если это же вправду черная материя, почти все альтернативные опыты уже ее бы увидели», разговаривает Томас Швец-Мангольд, физик-теоретик из Технологического колледжа Карлсруэ в Германии — и никто пока что и не лицезрел. Однако в то же время все пробы определить слабенькие пространства в опыте DAMA, включая спецэффекты среды, кои ученые и не воспринимали во внимание, и не увенчались фуррором. «Сигнал модуляции есть», разговаривает Кайцзюан Ни из Калифорнийского вуза в Сан-Диего, действующий над тестом по поиску черной материи XENON1T. «Но как только интерпретировать этот сигнал — в пользу черной материи либо чего-нибудь гораздо — непонятно».

    Никакой альтернативный полномасштабный опыт и не употреблял иодид натрия в сенсоре, хотя KIMS в Южной Корее употреблял иодид цезия. Таким макаром, останется вероятность тамошнего, что черная материя ведет взаимодействие с натрием хоть как-то по другому, чем с иными элементами. «Пока кто-то и не запустит сенсор на фолиант же элементе, который оставил намек, нельзя быть ни в чем уверенным», разговаривает Хуан Коллар из Вуза Чикаго в Иллинойсе, работавший над несколькими тестами черной материи.

    Почти все столкнулись со сложность выкармливания кристаллов иодида натрия с требуемой степенью чистоты. Загрязнения калием, у коего имеется естественный радиоактивный изотоп, тоже стоят домом.

    Однако трем группам ученых — KIMS, DM-Ice из Йельского вуза в Нью-Хейвене и ANAIS из Вуза Сарагоса в Испании — удалось получить кристаллы с уровнем фоновой радиоактивности вдвое все меньше, чем существовало у DAMA. Это же довольно сугубо, дабы проверить ее результаты, рассказывают ученые.

    Ученые KIMS и DM-Ice выстроили сенсор с иодидом натрия вместе с подземной лабораторией Янъян в 160 километрах к востоку от Сеула. Этот инструмент употребляет датчик «активного вето», которое дозволит предпочтительнее подчеркнуть сигнал черной материи на фоне шума, чем DAMA, разговаривает Йенгдук Ким, директор Центра подземной физики Южной Кореи в Тэджоне, руководящий KIMS.

    ANAIS возводит аналогичный сенсор в подземной лаборатории Канфранк в испанских Пиренеях. Совместно, KIMS, DM-Ice и ANAIS будут размещать наиболее 200 кг иодида натрия и обмениваться заданными. Ежели ассоциировать с 250 килограммами, кои были у DAMA, ученые рассчитывают изловить родственное число вимпов. И хотя у новеньких сенсоров будет наиболее высочайший уровень фонового шума, они сумеют или фальсифицировать, или воспроизвести самый массивный сигнал DAMA, разговаривает Рейна Маруяма из Йельского вуза, руководящая DM-Ice.

    Однако Калаприс утверждает, что высочайшая чистота важнее массы. Наряду с сотрудниками он разработал метод понизить загрязнения, а уж в январе заявил об получении кристаллов, кои чище, чем кристаллы DAMA. Он уповает снижать фоновый уровень и далее, прямо до одной десятой DAMA.

    Его проект SABRE (иодид натрия с активным фоновым отторжением) расположит один сенсор в Гран-Сассо и очередной в лаборатории подземной физики Стоуэлл, которая строится в позолоченный шахте в Виктории, Австралия. SABRE будет применять сенсор, отделяющий сигнал черной материи от шума, и весить порядка 50 кг.

    SABRE окончит свои научные исследования и разработку приблизительно сквозь год и скоро после чего начнет возводить свои сенсоры, разговаривает Калаприс. Потом разработка станет доступна для остальных лабораторий — чего и не выполняла DAMA. И ежели заиметь два схожих сенсора в северном и южном полушарии, можно осознать, могли ли спецэффекты среды подделать сезонность черной материи в результатах DAMA — ежели сигнал поступил от вимпов, оба сенсора заметят пики в одно время.

    В DAMA очень убеждены в собственных результатах, разговаривает Рита Бернабеи из Вуза Рима. Она и не особо взбудоражена будущим пуском сенсоров на иодиде натрия. «Наши результаты были неоднократно доказаны за 14 лет, потому у нас нет обстоятельств с нетерпением ожидать, чего же проделают другие», разговаривает она. Ежели альтернативные опыты и не заметят каждогодних модуляций, коллаборация ординарно решит, что они были недостаточно чувствительными.

    Однако что, ежели ученые DAMA окажутся правы? «Сначала я и не жаждила веровать результатам DAMA, даже серьезно них и не принимала», разговаривает Кэтрин Фриз, физик-теоретик астрочастиц из Мичиганского вуза в Анн-Арбор, предложившая способ сезонной модуляции, расходуемый DAMA. Однако так как иного разъяснения них сигналу и не отыскали, ее это же обнадежило. «Чем все больше человек изучает них опыт, тем самым все больше он осознает, как ладно тамошний сделан».