Tamsiosios medžiagos tyrimų srityje, kaip ir Kinijos parduotuvėje, yra dramblys: teiginys, kuriuo sunku patikėti, kurio neįmanoma patvirtinti, ir stebėtinai sunku paaiškinti. Bet dabar mes turime keturis instrumentus su tokio paties tipo detektoriais kaip ir bendradarbiavimas, kuriam priklauso šis prieštaringai vertinamas ieškinys. Per ateinančius trejus metus šie eksperimentai arba patvirtins tamsiosios medžiagos egzistavimą, arba kartą ir visiems laikams paneigia teiginį, sako juose dirbantys fizikai.
„Viskas susitvarkys“, - sako Frankas Kalaprice iš Naujojo Džersio Prinstono universiteto, vadovaujantis vienam iš eksperimentų.
- „Salik.biz“
Pirminį pranešimą paskelbė DAMA bendradarbiaudamas, kurio detektorius yra laboratorijoje giliai po Gran Sasso kalnų grandine į rytus nuo Romos. Daugiau nei prieš dešimtmetį ji pateikė nuostabių įrodymų apie tamsiąją medžiagą - nematomą medžiagą, kuri, kaip manoma, savo gravitaciniu tempimu sujungia galaktikas. Pirmieji naujieji detektoriai Pietų Korėjoje pradės veikti tik po kelių savaičių. Likusi dalis bus pristatyta per ateinančius kelerius metus Ispanijoje, Australijoje ir Gran Sasso mieste. Visi jie naudosis natrio jodido kristalais tamsiosios medžiagos paieškai, ko nepadarė jokie didelio masto eksperimentai, išskyrus DAMA.
Mokslininkai labai įsitikinę tamsiosios materijos egzistavimu ir kad ji yra bent penkis kartus didesnė už įprastą medžiagą. Tačiau jos prigimtis išlieka paslaptinga. Pagrindinė hipotezė yra tai, kad bent dalį savo masės sudaro silpnai sąveikaujančios dalelės (WIMP), kurios retkarčiais turi susidurti su atominiais branduoliais Žemėje.
Natrio jodido kristalai turėtų skleisti šviesos blyksnį, jei tai atsitiks detektoriuje. Nors natūralus radioaktyvumas taip pat sukelia tokius pliūpsnius, DAMA paskelbė WIMP atradimą dar 1998 m., Nurodydamas, kad per dieną pagamintų pliūpsnių skaičius svyravo su metų laikais.
Būtent to galima būtų tikėtis, jei signalą generuotų WIMP, kurie sklinda į Žemę, kai Saulės sistema juda per Paukščių Tako tamsiosios medžiagos halo. Tokiu atveju žemę kertančių dalelių skaičius turėtų būti didžiausias, kai planetos judėjimas orbitoje suderinamas su Saulės judėjimu, birželio pradžioje, ir turėtų sumažėti, kai judėjimas eis prieš Saulę, gruodžio pradžioje.
Tačiau yra viena didelė problema. „Jei tai būtų buvusi tamsioji materija, daugelis kitų eksperimentų tai jau būtų matę“, - sako Thomas Schwetz-Mangold, teorinis fizikas iš Karlsruhe technologijos instituto Vokietijoje - ir dar niekas to nematė. Bet tuo pačiu metu visi bandymai rasti DAMA eksperimento trūkumus, įskaitant poveikį aplinkai, į kuriuos mokslininkai neatsižvelgė, nebuvo sėkmingi. „Yra moduliacijos signalas“, - sako Kaijuan Ni iš Kalifornijos universiteto San Diege, dirbantis XENON1T tamsiosios medžiagos eksperimente. "Tačiau kaip interpretuoti šį signalą - tamsiosios materijos ar kažko kito naudai - neaišku."
Joks kitas išsamus eksperimentas nenaudojo natrio jodido jo detektoriuje, nors KIMS Pietų Korėjoje naudojo cezio jodidą. Taigi išlieka galimybė, kad tamsiosios medžiagos sąveikauja su natriu tam tikru būdu kitaip nei su kitais elementais. „Kol kas neiššauna detektoriaus ant to paties elemento, kuris paliko užuominą, tu negali būti tikras dėl nieko“, - sako Juanas Collaris iš Čikagos universiteto Ilinojaus valstijoje, dirbęs kelis tamsiosios medžiagos eksperimentus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Daugeliui iškilo sunkumų auginant reikiamo grynumo natrio jodido kristalus. Taip pat išsiskiria kalio užterštumas, turintis natūralų radioaktyvųjį izotopą.
Tačiau trims mokslininkų komandoms - KIMS, DM-Ice iš Jeilio universiteto Naujojoje Haveno ir ANAIS iš Saragosos universiteto Ispanijoje - pavyko gauti kristalus, kurių fono radioaktyvumas buvo mažesnis nei DAMA. Jos rezultatai yra pakankamai švarūs, teigia mokslininkai.
KIMS ir „DM-Ice“mokslininkai pastatė natrio jodido detektorių kartu su Yangyango požemine laboratorija, 160 kilometrų į rytus nuo Seulo. Įrankis naudoja „aktyvaus veto“jutiklį, kuris geriau atskirtų tamsiąsias medžiagas nuo triukšmo nei DAMA, sako Yengduk Kim, Pietų Korėjos Požeminės fizikos centro, esančio Tedžone, kuris valdo KIMS, direktorius.
ANAIS stato panašų detektorių Ispanijos Pirėnų „Canfranc“požeminėje laboratorijoje. Kartu „KIMS“, „DM-Ice“ir „ANAIS“perneš virš 200 kilogramų natrio jodido ir keisis duomenimis. Palyginti su 250 kilogramų, kuriuos turėjo DAMA, mokslininkai tikisi pagauti panašų skaičių WIMP. Ir nors naujieji detektoriai turės aukštesnį foninį triukšmą, jie galės suklastoti arba atkurti stipriausią DAMA signalą, sako Reina Maruyama iš Jeilio universiteto, valdančio „DM-Ice“.
Tačiau Kalapris teigia, kad aukštas grynumas yra svarbesnis už masę. Kartu su kolegomis jis sukūrė taršos mažinimo būdą, o sausį paskelbė, kad gauna švaresnius nei DAMA kristalai kristalus. Jis tikisi dar labiau sumažinti foninį lygį - iki dešimtosios DAMA dalies.
Jo projekte „SABRE“(aktyvusis fono atmetimo natrio jodidas) vienas detektorius bus pastatytas Gran Sasso mieste, o kitas - Stowello požeminės fizikos laboratorijoje, kuri statoma aukso kasykloje Viktorijoje, Australijoje. „SABRE“naudos detektorių, kuris atskiria tamsiosios medžiagos signalą nuo triukšmo ir sveria apie 50 kilogramų.
„SABRE“baigs savo tyrimus ir plėtrą maždaug per metus ir netrukus pradės kurti savo detektorius, sako „Kalapris“. Tada technologija taps prieinama kitoms laboratorijoms - to nepadarė kažkas DAMA. Ir jei turite du identiškus detektorius šiauriniame ir pietiniame pusrutuliuose, galite suprasti, ar poveikis aplinkai gali suklastoti tamsiosios medžiagos sezoniškumą DAMA rezultatuose - jei signalas atkeliavo iš WIMP, abu detektoriai matys viršūnes tuo pačiu metu.
DAMA labai pasitiki savo rezultatais, sako Rita Bernabei iš Romos universiteto. Ji nėra ypač jaudinama dėl artėjančio natrio jodido detektorių paleidimo. „Mūsų rezultatai buvo patvirtinti daug kartų per 14 metų, todėl mes neturime priežasties tikėtis, ką matys kiti“, - sako ji. Jei kiti eksperimentai nematys metinės modifikacijos, bendradarbiaudami tiesiog nuspręsime, kad jie nebuvo pakankamai jautrūs.
O kas, jei DAMA mokslininkai teisūs? „Iš pradžių nenorėjau patikėti DAMA rezultatais, net nevertinau jų rimtai“, - sako Catherine Freese, Mičigano universiteto Ann Arbor astro-dalelių teoretikė, pasiūliusi DAMA sezoninio moduliavimo metodą. Bet kadangi jokio kito jų signalo paaiškinimo nerasta, ji buvo nuraminta. "Kuo daugiau žmogus tiria jų eksperimentą, tuo labiau jis suvokia, kaip jis gerai atliktas."
Ilja Khel
