Materie întunecată: este invizibilă, este evazivă, este controversată ... și este pretutindeni - în Univers, da, dar mai ales în lumea astrofizicii, unde cercetătorii încearcă exhaustiv să-și dezvăluie adevărata identitate de zeci de ani.
Acum, oamenii de știință cu experimentul internațional Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) raportează detectarea unei particule care se crede că formează materie întunecată: o particulă masivă care interacționează slab sau WIMP. Potrivit unui comunicat de presă al Universității Texas A&M (al cărui fizician de mare energie Rupak Mahapatra este un investigator principal în experiment) SuperCDMS a identificat un semnal similar WIMP la nivel de 3 sigma, ceea ce indică o șansă de 99,8% la o descoperire reală - un „indiciu concret”, cum se numește.
„În fizica cu energie mare, o descoperire este revendicată doar la 5 sigme sau mai bine”, a spus Mahapatra. „Deci, cu siguranță acest lucru este foarte interesant, dar nu este pe deplin convingător de standarde. Avem nevoie doar de mai multe date pentru a fi siguri. Deocamdată, trebuie să trăim cu această idee tentantă a unuia dintre cele mai mari puzzle-uri ale vremii noastre. ”
Dacă acesta este într-adevăr un WIMP, va fi prima dată când o astfel de particulă va fi observată direct, oferind mai multe informații despre ceea ce este materia întunecată… sau nu este.
Notabil evaziv, WIMP-urile interacționează rar cu materia normală și, prin urmare, sunt dificil de detectat. Oamenii de știință cred că, ocazional, sări sau să se împrăștie ca niște bile de biliard din nuclee atomice, lăsând în urmă o cantitate mică de energie capabilă să fie urmărită de detectori adânci în subteran, colizori de particule, cum ar fi Colibrul de Hadroni de la CERN și chiar instrumente în spațiu precum Spectrometru Alpha Magnetic (AMS) montat pe Stația Spațială Internațională.
Experimentul CDMS, situat la o jumătate de mile subteran la mina Soudan din nordul Minnesotaului și gestionat de Laboratorul Național de Accelerator al Departamentului pentru Energie al Statelor Unite, a căutat materii întunecate din 2003. Experimentul folosește o tehnologie detector foarte sofisticată și o analiză avansată tehnici care să permită țelurile de germaniu și siliciu răcite criogenic (temperatura zero aproape absolută la -460 grade F) pentru a căuta rara recuperare a particulelor de materie întunecată.
Această detecție recent anunțată provine de fapt din datele obținute în timpul unei faze anterioare a experimentului.
"Acest rezultat este din datele luate în urmă cu câțiva ani folosind detectoare de siliciu fabricate la Stanford, care acum sunt defuncte", a spus Mahapatra. „Interesul crescut pentru regiunea WIMP cu masă scăzută ne-a motivat să finalizăm analiza expunerii la detectorul de siliciu, care este mai puțin sensibilă decât germaniul pentru masele WIMP peste 15 giga-electronvolți [un GeVa este egal cu un miliard de electroni volți], dar mai sensibil pentru mase inferioare. Analiza a rezultat în trei evenimente, iar fondul estimat este de 0,7 evenimente. ”
Deși Mahapatra spune că rezultatul este cu siguranță încurajator și demn de investigații suplimentare, el avertizează că nu ar trebui să fie considerat încă o descoperire.
„Suntem doar siguri de 99,8% și vrem să fim siguri de 99,9999%”, a spus Mahapatra. „La 3 sigme, ai o idee despre ceva. La 4 sigma, aveți dovezi. La 5 sigme, ai o descoperire. ”
„În medicină, puteți spune că vindeți 99,8 la sută din cazuri și că este în regulă. Când spuneți că ați făcut o descoperire fundamentală în fizica energiei mari, nu puteți greși. ”
- Dr. Rupak Mahapatra, investigatorul principal al SuperCDMS, Universitatea A&M din Texas
Colaborarea va continua sondarea acestui sector WIMP folosind detectoarele de germaniu care operează experimentul SuperCDMS Soudan și are în vedere utilizarea unor detectoare de siliciu de 6 inci mai mari, mai avansate, dezvoltate la Departamentul de Inginerie Electrică din Texas A & M în experimentele viitoare.
Echipa și-a detaliat rezultatele într-o lucrare publicată în arXiv care va apărea în cele din urmăScrisori de revizuire fizică. De asemenea, Mahapatra va anunța rezultatele astăzi la 12 p.m. CDT într-o discuție la Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy.
Sursa: Texas A&M University
(Citiți mai multe despre materia întunecată aici și aici.)
