Из всех разнообразных детекторов темной материи по всему миру, лишь одному удается раз за разом получать положительный сигнал. Результаты эксперимента DAMA в Италии остаются темой горячих споров. А тем временем два других эксперимента, попытавшихся повторить успех DAMA, использовав те же материалы, принесли неоднозначные результаты.

ANAIS — детектор темной материи, запущенный Университетом Сарагоссы в подземной лаборатории Canfranc дал результаты, которые вроде как противоречат данным DAMA.

А вот COSINE-100, совместный проект Йельского университета и корейским Korea Invisible Mass Search, работающий из подземной лаборатории Yangyang, дал новый результат. Его данные похожи на то, что выдает ANAIS, но при этом они чуть ближе к данным DAMA, полученным за последние более чем 20 лет.

Всего несколько месяцев назад COSINE-100 анонсировал, что их результаты не похожи на данные DAMA.

К тому же оба эксперимента пока только рассказали о предварительных результатах, которые еще не были перепроверены и отрецензированы. Что это может означать?

Новые попытки засечь темную материю дали неоднозначные результаты
COSINE-100 (Chang Hyon Ha)

Темная материя — одна из главных на сегодня загадок Вселенной. Мы знаем, что там в космосе что-то вызывает “излишнее” притяжение, но у нас не получается это что-то разглядеть.

У нас не получается засечь темную материю напрямую, но она может давать какие-то другие характерные признаки, которые мы все же можем “увидеть” приборами. Достаточно лишь понять, что искать, и настроить детекторы.

Один из теоретических признаков — ВИМП, гипотетическая слабовзаимодействующая массивная частица. Если эти частицы существуют, мы можем их засечь по столкновениям электронами или атомными ядрами, от которых заряженные частицы на Земле будут отскакивать, создавая свет, который может поймать с использованием жидкого ксенона и кристаллических детекторов.

DAMA регистрирует вимпы с 1995 года в виде ежегодного отклонения в количестве обнаруженных вспышек света.

Из-за орбиты Земли вокруг Солнца и орбиты Солнечной системы вокруг центра галактики, Земля, теоретически, должна оказываться под потоком темной материи из галактического гало с максимумом 2 июня и минимумом в районе 2 декабря.

Чем быстрее мы движемся через пространство, тем больше в нас должно попадать темной материи. В середине года (в районе 2 июня) орбитальная скорость Земли дополняется орбитальной скоростью Солнечной системы.

Именно такой результат ловят ученые DAMA, по их собственному утверждению. Но ни одному другому детектору не удалось повторить эксперимент, даже XENON1T, которого все славили как “главную надежду” на обнаружение темной материи.

Эксперимент XENON1T использует детекторы на жидком ксеноне. DAMA использует кристаллические детекторы из йодистого натрия в резервуаре наполненном жидкими сцинтилляторами. ANAIS и COSINE-100 воспользовались схемой DAMA.

Но мы по-прежнему ¯\_(ツ)_/¯.

В данных ANAIS есть колебания, но они не синхронны с пиком в июне и падением в декабре, которые ловят DAMA. И хотя результат COSINE-100 был ближе к ANAIS, он все же “подтверждает, что модулирующий сигнал DAMA не может быть от стандартного вимпа и [стандартной модели гало] с [йодидом натрия],” отметили ученые.

Почему же такие схожие эксперименты дают настолько разные результаты? Кто-то что-то делает неверно? Виноваты ли небольшие различия в детекторах?

Ответов пока что нет. Напряжение растет, потому что хоть какие-то результаты означают работоспособность всех инструментов.

Прийти к какому-то заключению позволят разве что данные за несколько лет. Будем ждать.

— 
Результаты COSINE-100 были представлены на конференции Results and Perspectives in Particle Physics в середине марта. Результаты ANAIS были опубликованы на arXiv.

Поделись!