始まりの暗黒物質シグナルは20年続く イタリアの実験の物理学者は、彼らが暗黒物質を表すと言うデータの変動を見ていますが、その謎は深まる。

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Gran Sasso LaboratoryのDAMA-LIBRA実験に取り組んでいる科学者。

ある物理学者のグループは、宇宙の物質の85%を占めると考えられる謎の物質である暗黒物質の存在を、まだそのようなシグナルの最初のヒントを見た20年後に検出していると言います。

イタリアと中国の研究者の共同研究であるDAMAは、2010年の実験へのアップグレードに伴い、6年間のデータ収集から待望の結果を発表しました。この発見は、DAMAの結果を再現しようとしている他の実験の議論と矛盾している。しかし、DAMAの感度が改善されているため、その結果は説明するのが難しいと、物理学者は言う。

銀河と宇宙の原始放射線の観測は、大部分の物質が不可視であり、ほぼ重力によって相互作用するタイプの物質であることを暗示している。多くの理論がこの暗黒物質の性質を説明するために存在し、多くの実験が普通物質との微妙な相互作用によってそれを検出しようとしている。

DAMAを初期段階から導いたローマTor Vergata大学の物理学者Rita Bernabeiは、3月26日、イタリアのGran Sasso国立研究所の会議で、実験が山の下の洞窟に座っているという最新の結果を発表しました。Bernabei氏は、彼女の話からのスライドはオンライン入手可能であり、結果についての論文を完成させている間、彼女のチームはコメントしないとNatureに語った。

暗黒物質を探求する物理学者は、天の川を包み込むと考えられる暗黒物質の「ハロー」中の粒子が地球上の普通の物質の原子と相互作用するときに与えられるわずかな量のエネルギーを測定することを望んでいる。

DAMAは、亜原子粒子がナトリウムまたはヨウ素原子の核に当たったときに、ヨウ化ナトリウムの結晶の内部で起こる短い光の光を記録することによって働く。漂遊中性子による衝突や他の背景放射能の結果として、ある種の閃光が発生する。しかし、天の川の暗黒物質からの信号は、特徴的な毎年のモジュレーションとして現れるため、際立っています。

これは太陽が銀河の周りを移動するにつれて、ハローは地球の太陽が地球の周りを回っていくにつれて、地球から見た風が少し速く変化するからです。地球の動きが速いほど、ダークマターの検出が多くなるため、検出されるフラッシュの数は年々変化します。信号が早い6月にピークと12月上旬で最安値である必要があり、最初に提案したチームの一員だったキャサリン・フリーズ、アナーバーのミシガン大学の理論astroparticleの物理学者、と言う1を 1986年に、このような変動を探しているが。

疑いのハロー

しかし、DAMAが最初にこのような変動を見たと発表したとき、1997年に実験の初期バージョンが開始された直後に、物理学のコミュニティは懐疑的でした。批評家は、この効果が暗黒物質の真の兆候であると疑った。代わりに、彼らは機器の陸上の音源や癖が実際の信号を模倣しているかもしれない、と彼らは言った。また、検出器の一部が新しい技術に置き換えられた後にブリップが消滅する可能性もありました。しかし、それは起こらなかった。Freese氏は、「変調は依然として大きく、明瞭です。

ダークマターを見なければならないますます洗練された実験の数々は、技術は異なるものの、今のところ見つかっていません。しかし、DAMAチームは変動を続けています。このグループは、DAMA / LIBRAフェーズ1と呼ばれる、以前の実験の化身からの2013年の信号を見たことを発表しました。アップグレードされたDAMA / LIBRAフェーズ2の最新の調査結果は、 DAMAの場合と同じタイプのヨウ化ナトリウム結晶を使用してクレームを裏付けまたは反証する。

そのパックをリードするのは、韓国の陽陽地下研究所の米国と韓国の実験であるCOSINE-100です。大田基礎科学研究所の物理学者Lee Hyunsu氏は、DAMAのシグナルが新しいデータで消えてしまったため、さらなるヨウ化ナトリウム実験の動機付けを弱めるだろうと述べている。

「私たちのために、これらの結果は非常に勇気づけられています」と、スペインのサラゴサ大学の物理学者Susana Cebrianは、ピレネー山脈のCanfranc Underground LaboratoryでANAISと呼ばれる別の複製試行に取り組んでいます。

予想外の偏差

しかし、DAMAの最新の結果には歪みがあります。アップグレードにより、より低エネルギーの衝突、すなわちより遅く動く粒子からの信号に敏感になっています。典型的な暗黒物質モデルでは、地球から見たように、変動のタイミングは特定のエネルギーの下で逆転するはずです。「6月にはピークが12月にピークになり、6月に最小限になるはずです。最新の結果はそれを示していません。

この偏差は、「爽やかであり、思考のための食糧である」と、イリノイのシカゴ大学の実験物理学者Juan Collarは暗黒物質の検出に取り組んでいます。”モデルビルダーはそれを持ってボールを持っているだろう”と彼は付け加えた。”それは、世俗的な起源、または邪悪な複雑な暗黒物質の解釈を指している可能性があります。

しかし、多くの物理学者は依然として懐疑的である。イリノイ州バタビアのFermi National Accelerator Laboratoryの物理学者、Dan Hooper氏は、3月26日に次のようにつぶやきました。「私は非常に創造的なダークマターモデルビルダーです(自分で言うならば)、私は実行可能なモデルを思いつくことができません。この信号を生成することができます。

DAMAのコラボレーションに参加していないFreese氏はもっと楽観的です。彼女は、低エネルギーでのデータは未だ暫定的であり、まだフリップと互換性があると言います。

「ANAISのような同じ技術に基づく独立した実験がその効果を再現できることはこれまで以上に緊急です」とCebrian氏は言います。彼女のチームは、8月にデータ収集の初年度を終え、年末までに結果を公表することを目指しています。

この時点で、COSINE-100は2年間のデータを蓄積し、その最初の結果を発表するつもりです。他の実験はオーストラリアと日本で計画されている。日本の研究者が神岡地下観測所に設置することを希望するPICO-LON検出器は、敏感な低エネルギーイベントに特に敏感であることを目指していると徳島大学でその努力を率いている伏見健一は述べています。

DAMAの最新のアップグレードでは、検出器内部でその影響が発生する可能性があるとの懸念が取り除かれていたが、この謎はこの分野の他のすべての発見とは両立しない理由が残っている。

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