Tamna materija: nevidljiva je, neuhvatljiva, kontroverzna ... i to je svugdje, posvuda - u Svemiru, da, ali posebno u svijetu astrofizike, gdje istraživači već desetljećima iscrpno pokušavaju otkriti njegov pravi identitet.
Znanstvenici s međunarodnim eksperimentom Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) izvještavaju o otkrivanju čestice koja se smatra da sačinjava tamnu tvar: masivnu česticu koja slabo komunicira ili WIMP. Prema priopćenju s teksaškog sveučilišta A&M (čiji je visokoenergetski fizičar Rupak Mahapatra glavni istraživač u eksperimentu) SuperCDMS je identificirao WIMP-signal na razini 3 sigme, što ukazuje na 99,8 posto šanse za stvarno otkriće - "konkretan nagovještaj", kako se naziva.
"U visokoenergetskoj fizici, otkriće se tvrdi samo u 5-sigmu ili još bolje", rekao je Mahapatra. "Dakle, ovo je sigurno vrlo uzbudljivo, ali ne i potpuno uvjerljivo po standardima. Samo su nam potrebni dodatni podaci da budemo sigurni. Za sada moramo živjeti s tim mučnim nagovještajem jedne od najvećih zagonetki našeg vremena. "
Ako je ovo WIMP, to će biti prvi put da se takva čestica izravno primijeti, dajući više uvida u to što je tamna tvar ... ili nije.
Notorno neuhvatljivi, WIMP rijetko komuniciraju s normalnom materijom i stoga ih je teško otkriti. Znanstvenici vjeruju da povremeno odbijaju ili se raspršuju poput bilijarskih kuglica iz atomskih jezgara, ostavljajući iza sebe malu količinu energije koju mogu pratiti detektori duboko pod zemljom, sudarači čestica poput Velikog hadronskog sudarača u CERN-u, pa čak i instrumenti u svemiru Alfa magnetski spektrometar (AMS) postavljen na Međunarodnoj svemirskoj stanici.
Eksperiment CDMS, smješten na pola milje pod zemljom, u rudniku Soudan u sjevernoj Minnesoti, a kojim upravlja Nacionalni laboratorij za ubrzanje Fermi Ministarstva energetike Sjedinjenih Država, traži tamnu materiju od 2003. Eksperiment koristi vrlo sofisticiranu detekcijsku tehnologiju i napredne analize tehnike za omogućavanje kriogenskih hlađenja (gotovo apsolutna nulta temperatura na -460 stupnjeva F) germanij i silicij u potrazi za rijetkim povratom čestica tamne materije.
Ovo novo najavljeno otkrivanje zapravo potječe od podataka prikupljenih tijekom ranije faze eksperimenta.
"Ovaj rezultat proizlazi iz podataka prikupljenih prije nekoliko godina korištenjem silicijskih detektora proizvedenih na Stanfordu, koji su sada deaktivirani", rekao je Mahapatra. „Povećani interes za WIMP regiju male mase motivirao nas je da dovršimo analizu izloženosti silicijskom detektoru, koja je manje osjetljiva od germanija za WIMP mase veće od 15 giga-elektronvolta [jedan GeVa jednak je milijardi volti], ali osjetljiviji za niže mase. Analiza je rezultirala u tri događaja, a procijenjena pozadina je 0,7 događaja. "
Iako Mahapatra kaže kako je rezultat svakako ohrabrujući i vrijedan daljnje istrage, on upozorava da ga još ne bi trebalo smatrati otkrićem.
"Sigurni smo samo 99,8 posto, a želimo biti sigurni u 99,9999 posto", rekao je Mahapatra. "Kod 3-sigme imate nagovještaj nečega. U 4-sigmi imate dokaze. U 5-sigmu imate otkriće. "
"U medicini možete reći da liječite 99,8 posto slučajeva i to je u redu. Kad kažete da ste napravili temeljno otkriće u visokoenergetskoj fizici, ne možete pogriješiti. "
- Dr. Rupak Mahapatra, glavni istraživač SuperCDMS-a sa teksaškog sveučilišta A&M
Suradnja će nastaviti ispitivati ovaj WIMP sektor koristeći operativne germanijske detektore SuperCDMS Soudan i razmatra korištenje većih, naprednijih 6-inčnih detektora silicijuma, razvijenih u teksaškom A&M-ovom odjelu elektrotehnike u budućim eksperimentima.
Tim je detaljno opisao svoje rezultate u radu objavljenom u arXiv-u koji će se na kraju pojaviti uPisma o fizičkom pregledu, Mahapatra će također objaviti rezultate danas u 12:00 sati. CDT u razgovoru na Mitchell-ovom Institutu za fundamentalnu fiziku i astronomiju.
Izvor: Teksaško sveučilište A&M
(Pročitajte više o tamnoj materiji ovdje i ovdje.)
