Физики окончательно опровергли открытие следов тяжелой темной материи

9 Января 2017

МОСКВА, 9 января Повторная проверка результатов эксперимента DAMA/LIBRE опровергла открытие следов сверхтяжелой неясной материи, об обнаружении коей итальянские ученые заявляли в 2011 году, говорится в статье, опубликованной в электронной библиотеке arXiv. org

Темную материю пытаются безуспешно найти десятки детекторов, однако ученые, работающие с одним из них, DAMA/LIBRA, уже более 10 лет утверждают, что они фиксируют признак, порождаемый столкновениями частиц неясной материи с их устройством. После них было с десяток более точных экспериментов, компиляторы которых утверждали, что ничего такого они не фиксировали. Кто прав, а кто нет – пока не ясно. Это порождает пылкие дискуссии, заявлял Новости Андрей Соколов из Института ядерной физики СО РАН в Новосибирске.

Темные подевала

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, заумностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в 10 раз пискливее, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой кузины, и эта темная материя удерживает знаменитости на месте и не дает им разбежаться.

Первые слухи об открытии темной реальности начали распространяться в 2010-2011 не один месяцах, когда участники коллаборации DAMA/LIBRA начали анализировать данные, набираемые в итальянской глубинной шахте Гран-Сассо детектором темной материи, полностью изолированном от внешнего мира.

По замыслу создателей этого устройства, неясная материя нашей Галактики, проезжающая через специальную емкость по мере движения Земли по орбите вокруг Солнца, будет порождать в ней вспышки света, плотность которых и интенсивность должна обмениваться по определенному шаблону, кой диктуется распределением темной материи по Млечному Пути.

Подобные флуктуации, как заявляют участники DAMA/LIBRA, им действительно удалось зафиксировать, однако у большинства других физиков достигнутые ими результаты вызвали вопросы, так как сила взаимодействий неясной материи и кристаллов йодида металла, в которых рождались эти вспышки, была разной зимой и летом и в целом зависела от времени года.

Особое мнение

Ни на одном другом детекторе такой сезонности неясной материи не было зафиксировано, что заставило физиков искать ошибки в работе детекторов DAMA/LIBRA. Сегодня большинство физиков считает, что сигнал темной материи причиняли нейтроны, рождающиеся в породах шахты Гран-Сассо под действием наплыва частиц, исходящих от Солнца.

Физики, работающие с еще одним италийским детектором XENON100, крупнейшим аппаратом по поискам темной материи, поставили точку в этой истории, попытавшись найти подобные флуктуации в данных, которые их прибор собирал на протяжении четырех лет с 2010 по 2014 год.

Анализ данных с XENON100 обнаружил, что флуктуации, кои открыли на DAMA/LIBRA, на самом деле не существуют, и уровень достоверности такого отрицательного открытия составляет 5, 7 сумма (это соответствует одной случайной ошибке на 200 миллионов попыток). В физике азбучных частиц статус открытия получают замеры с уровнем достоверности в пять сигма, что говорит о том, что результаты DAMA/LIBRA не являются верными, и что тяжелая темная материя в том виде, в котором ее искали физики, вряд ли существует.

С другой стороны, как отмечает Любош Мотль (Lubos Motl), физик-теоретик и бывший профессор Гарварда, данные XENON100 указывают на наличие других флуктуаций – не годичных циклов, длящихся 365 дней, а чуть более продолжительных – около 431 суток. Уровень достоверности этого открытия достаточно низок – всего 1, 9 сигма (6, 7% вероятности ошибки или случайного совпадения), что не дает говорить о существовании таких колебаний, но и при этом и не позволяет отрицать их существование. Соответственно, есть ненулевая опасность того, что тяжелая неясная материя все же существует.

Тем не менее, комфортного учитывать то, что схожие отрицательные результаты были недавно достигнутым на американском детекторе LUX, главном конкуренте XENON100. Все это указывает на то, что темная материя может не должна быть совершенно иначе, и вести себя, как показали недавние наблюдения за сталкивающимися галактиками при помощи Хаббла, как жидкость, или же состоять из сверхлегких частиц-аксионов.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики окончательно опровергли открытие следов тяжелой темной материи

комментарии (0)

Другие интересные новости

Квартет Сандры Фракенберг исполнит народные песни в джазовой аранжировке