ربما تأتي إشارة المادة المظلمة الشهيرة من شيء آخر

جزء من تجربة COSINE-100.
أجهزة الكشف عن البلورات في تجربة COSINE-100.
توضيح: تعاون COSINE-100

حاول الفيزيائيون منذ عدة سنوات التحقق مرة أخرى من إشارة من تجربة مدفونة في جبل إيطالي – وهي إشارة بدت كثيرًا مثل مادة مظلمة مشتبه بها تُعرف باسم WIMP. فشلت المحاولات السابقة لرؤية هذه الإشارة مع المشاريع الأخرى ، والآن ، نشرت التجربة الأكثر تشابهًا مع التجربة الأصلية نتائجها: لم تعثر أيضًا على شيء.

لا أحد يعرف ماهية المادة المظلمة – وهي مصطلح يستخدم لوصف الأشياء غير المرئية التي لا يمكننا اكتشافها إلا من خلال جاذبيتها – ولكن أحد المرشحين لشرح المادة المظلمة يسمى WIMPs ، أو الجزيئات الضخمة ضعيفة التفاعل. الفكرة هي أن بعض الجسيمات دون الذرية لها كتلة لكنها تتفاعل بشكل ضعيف مع المادة العادية لدرجة أننا لم نكتشفها بعد. يبحث الناس في الغالب عن WIMPs عن طريق وضع كاشفات شديدة الحساسية في عمق الأرض ، حيث يتم حمايتهم من العديد من التأثيرات التي قد تنتج إشارات مضللة.

التجربة التي يُزعم أنها اكتشف إشارة WIMP في عام 2017 هي تجربة DAMA / LIBRA. تستخدم DAMA / LIBRA بلورات يوديد الصوديوم كأهداف للمادة المظلمة ؛ الفكرة هي أنه إذا مرت المادة المظلمة عبر البلورات ، فإنها ستصبح متحمسة وتصبح أكثر إشراقًا. التجارب الأخرى التي تبحث عن WIMPs بوسائل أخرى ، مثل XENON1T في إيطاليا و XMASS-I في اليابان ، لديها لم أتمكن من العثور عليها الإشارة التي تراها DAMA / LIBRA.

رسم توضيحي لـ WIMP.
تم اكتشاف نموذج فنان لـ WIMP في التجربة.
توضيح: تعاون COSINE-100

دخول تجربة COSINE-100، والتي يوجد مقرها في مختبر 2300 قدم تحت الأرض في كوريا الجنوبية. يستخدم COSINE-100 أكثر من 200 رطل من نفس هدف يوديد الصوديوم ، مما يجعله تقليدًا جيدًا لـ DAMA / LIBRA. كان COSINE-100 يبحث عن إشارة WIMP منذ عام 2016. وقد ظهر بحثه الأول zilch. البحث التالي ، والنتائج التي نشرت اليوم في Science Advances ، من أكتوبر 2016 حتى يوليو 2018. أفاد فريق COSINE-100 أنهم وجدوا القليل مما فعلوه في المرة السابقة ، مما قد يعني نهاية الطريق لنتائج DAMA / LIBRA المثيرة للجدل.

قد تحصل G / O Media على عمولة[[“CommerceInsetMobile”,”Click”,”https://gizmodo.com/a-famous-dark-matter-signal-is-probably-coming-from-som-1848032577″]و[“ns:unique”,”CommerceInsetMobile”,”Click”,”https://gizmodo.com/a-famous-dark-matter-signal-is-probably-coming-from-som-1848032577″]و[“Embedded Url”,”CommerceInsetMobile”,”https://amzn.to/31E04z4″,{“metric25”:1}]]’href = “https://amzn.to/31E04z4” data-linktype = “[t|mod-all” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer”>Apple AirPods Max22% offApple AirPods Max

All colors on sale today
Gizmodo describes these premium headphones as “annoyingly incredible.” This is the lowest we’ve seen the Apple AirPods Max yet.

Buy for $430 at Amazon

“Our team found that what DAMA observed could not be the dark matter under most basic assumptions of how we think WIMPs should interact with ordinary matter,” Reina Maruyama, a physicist at Yale University and a co-author of the recent paper, told Gizmodo in an email. “We have not yet strongly tested DAMA’s observation of annual modulation, which DAMA argues is due to dark matter. That is our next focus.”

DAMA/LIBRA uses a different approach to try to detect dark matter than most experiments. While other setups either look for dark matter particles by colliding known particles or looking for a background signal, DAMA/LIBRA has observed the regular modulation of some unexplained signal that Earth has received in different amounts, depending on how it’s oriented, since the experiment بدأت العملية في 2003. فشلت مشاريع أخرى في رؤية نفس الإشارة الموجودة في نطاق الأشعة السينية للطيف الكهرومغناطيسي. ولكن ، ربما بسبب الطريقة التي تدير بها التجربة ضوضاءها ، كما ذكرت من قبل إيثان سيجل في فوربس، ربما كان أفراد DAMA / LIBRA يرون إشارة حيث لم تكن هناك واحدة لتبدأ بها.

قالت المتحدثة باسم DAMA / LIBRA ريتا برنابي ، عالمة الفيزياء في المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء النووية وجامعة روما تور فيرغاتا ، إن ورقة COSINE-100 “لا تغير على الإطلاق تحقيقات المادة المظلمة”. “بالنظر إلى أن العديد من النماذج ممكنة حول الجوانب الفيزيائية الفلكية والنووية وفيزياء الجسيمات ذات الصلة والعديد من أوجه عدم اليقين الموجودة بشأن المعلمات والافتراضات ذات الصلة ، فإن المقارنة الجادة هي مهمة معقدة وغير مؤكدة من النقطتين التجريبية والنظرية.”

أكد برنابي أن الكاشفين ليسا متماثلين وأن طريقة فريق COSINE-100 يمكن أن تنتج “شكوكًا وتحيزات كبيرة”.

قال هيون سو لي ، مؤلف مشارك في الورقة البحثية الأخيرة وعالم فيزياء في المركز: “على الرغم من أن نتائجنا لا تفضل تفسير المادة المظلمة لـ DAMA بافتراض أن نموذج المادة المظلمة الأكثر استخدامًا ، لا يمكننا القول أن DAMA لا شيء”. للفيزياء تحت الأرض في معهد العلوم الأساسية في كوريا الجنوبية ، في رسالة بريد إلكتروني إلى Gizmodo. بعبارة أخرى ، تمتلك DAMA نوعًا من الإشارات ، لكن نتائج COSINE-100 تشير إلى أنها ليست مادة مظلمة.

جزء من التجربة.
كاشفات الكريستال في إعداد COSINE-100.
صورة فوتوغرافية: تعاون COSINE-100

يشعر بعض الفيزيائيين ، مثل دان هوبر في جامعة شيكاغو ، أن التجربة الأحدث قامت بعمل جيد لإظهار أن تجربة DAMA / LIBRA ليست الطريقة التي سنجد بها WIMPs ، إذا كانت موجودة.

“وجهة نظري هي أنه على مدى السنوات العشر إلى الخمس عشرة الماضية ، أصبح من الصعب بشكل مطرد الاعتقاد بأن الإشارة التي أبلغ عنها تعاون DAMA كانت في الحقيقة نتيجة لجسيمات المادة المظلمة. وقال هوبر في رسالة بالبريد الإلكتروني: “واحدًا تلو الآخر ، خرجت التجارب بنتائج فشلت في تأكيد مزاعم DAMA”. “معظم الفيزيائيين الذين أعرفهم (بمن فيهم أنا) تخلى أساسًا عن هذا الاحتمال منذ سنوات.”

وأضاف هوبر: “ومع ذلك ، اتفقنا جميعًا على أنه سيكون من المقنع للغاية إجراء تجربة تستخدم نفس النوع تمامًا من المواد المستهدفة التي استخدمتها DAMA”. “تجربة COSINE هي بالضبط ذلك ، وحقيقة أنهم لم يروا شيئًا هو في الحقيقة مسمار كبير في نعش تفسيرات المادة المظلمة لـ DAMA. ما زلت لا أعرف ما الذي تراه DAMA – ربما تكون خلفية غريبة ، أو مجرد خطأ ارتكبوه بطريقة ما. ولكن مهما كان الأمر ، لا يبدو أن لها أي علاقة بالمادة المظلمة “.

WIMPs تفقد قوتها كمرشح سابق للمادة المظلمة. أصبحت الأكسيونات – وهي جسيمات أصغر بكثير – موضوعًا أكثر سخونة في السنوات الأخيرة ، وحتى الأجسام الضخمة مثل الثقوب السوداء البدائية تظل فرضية في بعض الدوائر. لم يتمكن أحد من إثبات أي اكتشاف مباشر للمادة المظلمة حتى الآن ، لكن الكثير من التجارب تبحث في مساحات مختلفة.

قال ماروياما: “أنا متحمس لرؤية ما نجده في تجارب WIMP الكبيرة مثل XENONnT و LZ و SuperCDMS”. “أجد أيضًا الأكسيونات مقنعة وأنا متحمس للعمل على HAYSTAC وامتداداته. مع COSINE ، يمكننا مواصلة البحث عن WIMPs وبالطبع ، فإن الخطوات التالية هي إجراء الاختبار النهائي لـ DAMA – التعديلات السنوية. ” التحويرات السنوية هي تلك الإشارة الغريبة نفسها ، والتي تتأرجح وتتدفق على مدار كل عام. فقط لأنها ليست مادة مظلمة لا يعني أنها ليست مثيرة للفضول.

في الفيزياء ، يمكن أن يكون العثور على شيء مفيدًا مثل العثور على شيء ما ؛ في حالة المادة المظلمة ، يمكن أن يخبر العلماء أنهم بحاجة إلى البحث في مكان آخر.

المزيد: إذا كنا نعيش في بحر من المادة المظلمة ، فقد تكون هذه المرآة الصغيرة قادرة على اكتشافها

لا يوجد اعجابات