חומר אפל: זה בלתי נראה, זה חמקמק, זה שנוי במחלוקת ... וזה בכל מקום - ביקום, כן, אך בעיקר בעולם האסטרופיזיקה, שם החוקרים מנסים באופן ממצה לחשוף את זהותו האמיתית במשך עשרות שנים.
כעת מדענים עם הניסוי הבינלאומי Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) מדווחים על איתור של חלקיק שנחשב שמרכיב חומר אפל: חלקיק מאסיבי חלש, או WIMP. על פי הודעה לעיתונות מאוניברסיטת A&M בטקסס (שהפיזיקאי האנרגטי העילאי שלה רופאק מהפטרה הוא החוקר הראשי בניסוי) SuperCDMS זיהה אות דמוי WIMP ברמה של 3 sigma, מה שמצביע על סיכוי של 99.8 אחוז לגילוי בפועל. - "רמז בטון", כפי שהוא מכונה.
"בפיזיקה באנרגיה גבוהה, ניתן לטעון כי התגלית היא רק בסיגמא 5 או יותר טוב", אמר מהפטרה. "אז זה בהחלט מרגש מאוד, אבל לא משכנע לחלוטין בסטנדרטים. אנחנו רק צריכים נתונים נוספים כדי להיות בטוחים. לעת עתה, עלינו לחיות עם הרמז המרתק הזה של אחת הפאזלים הגדולים של זמננו. "
אם אכן מדובר ב- WIMP, זו תהיה הפעם הראשונה שחלקיק כזה נצפה ישירות, ומעניק תובנה רבה יותר לגבי חומר אפל ... או לא.
חמקמקים להפליא, WIMPs כמעט ולא מקיימים אינטראקציה עם חומר רגיל ולכן קשה לאתרם. מדענים מאמינים שהם מדי פעם מקפצים, או מתפזרים כמו כדורי ביליארד מגרעין אטומי, ומשאירים אחריהם כמות אנרגיה קטנה המסוגלת להתחקות על ידי גלאים עמוק מתחת לאדמה, רוכבי חלקיקים כמו קולדר הדרון הגדול ב- CERN ואפילו מכשירים בחלל כמו ספקטרומטר מגנטי אלפא (AMS) המותקן בתחנת החלל הבינלאומית.
הניסוי של ה- CDMS, הממוקם מתחת לאדמה של מטר וחצי במכרה סודן בצפון מינסוטה ומנוהל על ידי המעבדה הלאומית להאצת פרמי של משרד החוץ האמריקני, מחפש חומר אפל מאז 2003. הניסוי משתמש בטכנולוגיית גלאים מתוחכמת מאוד וניתוח מתקדם. טכניקות המאפשרות קירור קריוגני (כמעט אפס טמפרטורה מוחלט ב -460 מעלות) יעדים גרמניום וסיליקון כדי לחפש את הרתיעה הנדירה של חלקיקי החומר האפל.
גילוי זה שהוכרז לאחרונה מגיע למעשה מנתונים שנרכשו בשלב מוקדם יותר של הניסוי.
"תוצאה זו היא מנתונים שנלקחו לפני כמה שנים באמצעות גלאי סיליקון שיוצרו בסטנפורד המנוגדים כעת", אמר מהפטרה. "ההתעניינות הגוברת באזור WIMP בעל המסה הנמוכה הניע אותנו להשלים את הניתוח של חשיפת גלאי הסיליקון, שהיא פחות רגישה מגרמניום עבור המוני WIMP מעל 15 ג'יגה-אלקטרונוולטים [GeVa אחד שווה למיליארד וולט אלקטרוני] אך רגיש יותר להמונים נמוכים יותר. הניתוח הביא לשלושה אירועים, והרקע המשוער הוא 0.7 אירועים. "
למרות שמאפטרה אומר שהתוצאה בהחלט מעודדת וראויה להמשך חקירה, הוא מזהיר כי אין לראות בכך תגלית עדיין.
"אנחנו רק בטוחים ב -99.8 אחוז, ואנחנו רוצים להיות בטוחים ב -99.9999 אחוז," אמר מהפאטרה. "ב -3 sigma, יש לך רמז למשהו. ב -4 sigma יש לך עדויות. ב -5 sigma יש לך תגלית. "
"ברפואה אתה יכול לומר שאתה מרפא 99.8 אחוז מהמקרים, וזה בסדר. כשאת אומרת שאתה גילית תגלית בסיסית בפיזיקה באנרגיה גבוהה, אתה לא יכול לטעות. "
- ד"ר רופק מהפטרה, חוקר הראשי של SuperCDMS, אוניברסיטת טקסס A&M
שיתוף הפעולה ימשיך לחקור את מגזר ה- WIMP הזה באמצעות גלאי גרמניום של ניסוי SuperCDMS Soudan, ומשקול להשתמש בגלאי סיליקון גדולים ומתקדמים יותר בגודל 6 אינץ 'שפותחו במחלקה להנדסת חשמל בטקסס A&M, בניסויים עתידיים.
הצוות פירט את תוצאותיו במאמר שפורסם ב- arXiv שבסופו של דבר יופיעמכתבי ביקורת גופנית. Mahapatra יודיע גם על התוצאות היום בשעה 12 בערב. CDT בשיחה במכון מיטשל לפיזיקה בסיסית ואסטרונומיה.
מקור: אוניברסיטת טקסס A&M
(קרא עוד על חומר אפל כאן וכאן.)
