160 килограмм ксенона «закрыли» сезонность сигналов темной материи

160 килограмм ксенона «закрыли» сезонность сигналов темной материи

Коллаборация XENON провела многолетний анализ возможных событий детектирования частиц темной материи в установке XENON100 и не обнаружила следов сезонности этих данных. Это частично опровергает результат другой коллаборацией, DAMA. Физики заявили в начале 2000-х годов о первой фиксации частиц темной материи на основе сезонных колебаний событий в детекторе. Препринт исследования опубликован на сервере arXiv.org, кратко о нем сообщает New Scientist.

Современные исследования показывают, что темная материя составляет около 22 процентов общей массы Вселенной. Несмотря на обширные поиски, физикам до сих пор не удалось найти частиц, из которых она состоит. Среди возможных кандидатов на эту роль WIMP, слабо взаимодействующие массивные частицы (как минимум в десятки раз больше массы протона). Согласно астрофизическим наблюдениям, у каждой галактики есть неподвижное гало из темной материи, взаимодействие которого с обычной материей ученые и пытаются обнаружить.

Для этого создаются различные эксперименты с примерно одинаковым принципом работы: некое рабочее тело детектора помещают в тщательно изолированную от внешних воздействий среду и ищут необычные события распадов. Последние проявляют выбросами энергии (вспышками) и различных осколков, что фиксируется фотодетекторами. Один из таких экспериментов, DAMA (DArk MAtter), начал собирать статистику в 1995 году. Его рабочим телом выступают кристаллы иодида натрия. Анализируя данные ученые обнаружил необычную закономерность. Отбросив шумы, связанные с распадами радиоактивных изотопов в окружении детектора (а он находится в тоннеле под 1400 метрами скальной породы), физики заметили, что частота вспышек изменялась периодически, в зависимости от времени года.

К 2013 году DAMA, увеличив чувствительность детектора, подняла статистическую значимость сезонных колебаний событий до 9,3 сигма — эта величина гораздо больше, чем минимально требуемая для признания открытия (пять сигма). Но любой эксперимент для признания его реальным физическим эффектом требует также и воспроизводимости. В 2009 году в США был поставлен аналогичный эксперимент с германиевым рабочим телом — CoGeNT, который сначала также продемонстрировал намеки на сезонные вариации сигнала. Однако с увеличением количества собранных данных сезонность пропала.

Кроме того, физики XENON увидели намеки на другую сезонную модуляцию сигнала, с периодом в 435 дней. Однако статистическая значимость этого наблюдения не достигает двух сигма и недостаточна для каких-либо серьезных заявлений — оно может оказаться случайной флуктуацией. 

Проверить гипотезу о том, что иодид натрия по каким-то причинам более чувствителен к темной материи, чем ксенон, можно будет с помощью австралийского эксперимента SABRE — точной копии DAMA. Первые результаты с детектора ожидаются уже в 2017 году. 

В последние годы детектор XENON100 был усовершенствован до 3,5-тонного XENON1T. Прибор вновь заработал в марте 2016 года и набирает статистику. Его чувствительность на три порядка превосходит предшественника. 

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Химики впервые застали неон за взаимодействием с металлом
Химики из Кембриджского центра кристаллографии, Университета Рутгерса и Аргоннской национальной лаборатории впервые зафиксировали взаимодействие между неоном — благородным газом — и переходным металлом. Ученым удалось адсорбировать неон в металл-органический каркас. Взаимодействие наблюдалось при давлении около 100 атмосфер. Исследование ..
2016-08-13 1997 0 Научные открытия
2
Физики вновь не сумели разглядеть темную материю
Физики, работающие с детектором LUX, провели повторный анализ данных, собранных в октябре 2013 года, и подтвердили, что частиц темной материи детектор не обнаружил. Об этом сообщается в на сайте проекта (pdf). В рамках работы ученые провели калибровку детектора, используя ..
2014-02-21 1400 0 Научные открытия
0
Ученые объяснили асимметрию чтения ДНК
Молекулярные биологи из Массачусетского технологического института обнаружили один из механизмов, который позволяет объяснить асимметрию транскрипции ДНК у человека и других ядерных организмов. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature, кратко о ней пишет пресс-служба MIT. В ходе исследования ученые ..
2013-06-25 1561 0 Научные открытия
0
От физиков вновь ускользнули майорановские нейтрино
Физики из США, Канады, России, Китая, Южной Кореи и Германии, входящие в состав коллаборации EXO-200, в своем эксперименте не обнаружили доказательств существования майорановских нейтрино. Исследование ученых опубликовано в журнале Nature, кратко с его содержанием можно ознакомиться на сайте Мюнхенского ..
2014-06-06 1336 0 Научные открытия
0
Точная оценка числа Авогадро поможет дать новое определение килограмма
Международный коллектив ученых предложил усредненное значение числа Авогадро, рассчитанное на основе их предыдущих экспериментов. Поскольку это число связано со многими важными константами физики, оно имеет большое значение для нового определения понятия килограмма, которое планируют представить в 2018 ..
2015-07-15 6466 0 Научные открытия
0
Мозг получает информацию довольно аккуратным способом
Согласно учёным из Университета Буффало (University of Buffalo), исследования которых должны появиться 6-го июня 2012-го года в журнале «Neuroscience», головной мозг получает информацию от ушей удивительно аккуратным способом, сообщает «PC-News.info». Исследование фокусируется на участке мозга, называемом ..
2012-06-7 2078 0 Научные открытия
-1
Сибирские физики создадут детектор для поиска темной материи
Новосибирские физики разрабатывают экспериментальный детектор для поисков так называемой "темной материи", найти которую на протяжении нескольких десятилетий пытаются ученые со всего мира. В Институте ядерной физики имени Будкера началась работа над прототипом высокочувствительного детектора, сообщает Интерфакс. ..
2016-01-02 1727 0 Научные открытия
0
Трудности с Наукой: о лабораторном модуле
Противоречивая информация поступает из разных источников относительно сроков запуска многоцелевого лабораторного модуля «Наука», который должен пополнить состав Международной космической станции (МКС), сообщает «The_Anonymous». По одним данным из открытых источников, этот космический аппарат должен ..
2012-04-24 1774 0 Научные открытия
0
Учёные совершили невероятный прорыв в исследовании ДНК
Учёными разработан новый перспективный метод, продвигающий персонализированную медицину, сообщает «LightNews». Совсем недавно учёный Йохан Хоффманн, доктор Гюнтер Рот и профессор Роланд Ценгерле из «Department of Microsystems Engineering» (IMTEK) при «Университете Фрайбурга» (University of Freiburg) смогли одновременно скопировать ..
2012-08-11 1781 0 Научные открытия
0
Японские физики-ядерщики нашли магическое число
Японские ученые утверждают, что нашли новое так званое «магическое число» — ключ к определению, когда ядро атома становиться стабильным. В ядерной физике магические числа — ряд натуральных чётных чисел, соответствующих количеству нуклонов в атомном ядре, при котором ..
2013-10-16 3191 3 Научные открытия
2
Ученые обнаружили мост из тёмной материи
Ученые объявили об обнаружении «моста» из тёмной материи.Астрономы из Мичиганского университета под руководством Йорга Дитриха провели измерения филамента из тёмной материи,который соединяет скопления двух галактик Abell222 и Abell223,которые от нас отстоят на 2.7миллиардов световых лет.Они полностью подтверждают существование тёмной ..
2012-07-6 2207 0 Научные открытия
0
Физики настоящего рассказали про физику будущего
В пресс-центре МИА «Россия сегодня» прошла встреча школьников старших классов с физиками из НИЯУ МИФИ. В формате ток-шоу ученые рассказали будущим студентам про нейтрино, темную материю и черные дыры, а также о том, что нужно делать, чтобы попасть на Большой адронный ..
2015-04-26 6357 0 Научные открытия
2
За 2011 год названы самые важные события в науке
В прошлом году в IT, а также научной отрасли произошли запоминающиеся события. Одно из главных событий – смерть Стива Джобса, который основал «яблочную» компанию. Многие считают, что Стив был тем, кто умел сделать разработки своей компании такими привлекательными ..
2012-02-3 1705 0 Научные открытия
0
Учёные открыли структуру молекулярного двигателя
Структуры и функции «молекулярного двигателя», который оказывает решающее значение на правильное функционирование органов человека, были выявлены в беспрецедентных деталях, сообщает «ВордАйти». В случае неисправности «молекулярного двигателя» у человека появляются такие заболевания, как рак, почечная недостаточность и остеопороз. Международная ..
2011-11-3 1746 0 Научные открытия
0
ООН: состояние Земли быстро ухудшается
Планета Земля, состояние которой сильно ухудшилось за последние 60 лет, скоро достигнет критической черты, если мировые лидеры не пересмотрят подходы к развитию государств и использованию природных ресурсов, следует из доклада, опубликованного в среду Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП). В ..
2012-06-7 1478 1 Научные открытия
0