פיסיקאים ממשיכים לנסות - ולא מצליחים - למצוא חומר אפל במקומות אפלים

Pin
Send
Share
Send

מדענים החלו לראות גבישים נוצצים בשנות התשעים. הקריסטלים הללו נוצצו יותר בקיץ, דבר שלקחו החוקרים כעדות לחומר אפל. אך ככל הנראה המדענים טועים, כך עולה ממחקר חדש.

למדענים יש סיבה טובה מאוד להאמין שקיים חומר אפל - שיש דברים בלתי נראים המושכים על הכל בכוח המשיכה שלהם, אבל זה בלתי נראה לטלסקופים שלנו. אבל הם לא יודעים ממה בעצם החומר האפל הזה עשוי. לפיסיקאים יש ניחושים. אולם החוקרים מעולם לא הבחינו בשום ראיה ישירה שמצביעה כי ניחוש מסוים נכון, למעט יוצא מן הכלל: גלאי בודד באיטליה נצץ יותר בחורף מאשר בקיץ, ורמז כי דגם מסוים של חומר אפל היה נכון. אולם כעת, ניסוי חדש שניסה לשחזר את מחזור הניצוץ השנתי לא הצליח להביא לתוצאות משמעותיות, מה שמעיד כי עדויות החומר האפל של הגלאי האיטלקי ככל הנראה שגויות.

הנה העסקה: תיאוריה פופולרית אחת בנושא החומר האפל קובעת כי החומרים מורכבים מחלקיקים המכונים "חלקיקים מאסיביים חלשים המשתלבים פעולה", או "WIMPS". WIMPs אלה יהיו חלקיקים כבדים שלא מתוארים במודל הסטנדרטי של הפיזיקה, אם כי סביר להניח שהם יהיו שותפים על-סימטריים של חלקיקי מודל סטנדרט. WIMPs ישתמשו בכוח המשיכה שלהם כדי למשוך חלקיקים אחרים, ולעתים רחוקות יוצרים אינטראקציה איתם אחרת.

בהתבסס על איך נראה שחומר אפל פועל על החומר הפולט אור ביקום, החוקרים חושבים שהחומר נוטה להתגודד בגלקסיות, ומחזיק אותם יחד. המשמעות היא שאם החומר האפל עשוי WIMPs, יותר מהם צריכים לפגוע בכדור הארץ ביוני, אז הכוכב שלנו ממהר לעבר הילה של החלב האפל של שביל החלב, מאשר בדצמבר, אז הכוכב שלנו בורח מהאזור הזה. למרבה המזל עבור צוות WIMP נראה שניסוי יחיד תומך בהשערה זו.

במקום תת-קרקעי באיטליה, גלאי פוטונים בוהים בגבישים של נתרן יוד כל היום והלילה בחושך, ומחפשים עקבות אור. גבישים אלו נוצצים כשהם מתקשרים עם חלקיקים אחרים, ובמקום הקבור ההוא - המכונה ניסוי DAMA / NaI - WIMPs היו בין החלקיקים האחרים היחידים שסביבם. כבר באפריל 1998, שלוש שנים בלבד לאחר הניסוי של DAMA / NaI, החוקרים דיווחו בכתב העת Physics Letters B כי נראה כי הגבישים נדלקים יותר בקיץ מאשר בחורף. זה בדיוק מה שציפו החוקרים לראות אם חומר אפל מורכב באמת מ- WIMPs. לאחרונה בשנת 2017, חוקרים שבדקו נתונים מניסוי DAMA / NaI 1995-2002 וניסוי DAMA / LIBRA המשודרג, שהחל בשנת 2003, דיווחו על עדויות לשינוי שנתי בהתנהגות הגבישים.

אך תוצאות אלה לא עמדו היטב בניסיונות שכפול.

גלאי ה- Xenon100, גם באיטליה, ציד באופן דומה אחר מכשירי WIMP - אם כי עשה זאת על ידי בוהה בקסנון, ולא בסודיום יוד, בתא חשוך. עד 2010 היה ברור ש- XENON100 לא מתכוונת לאתר את האות השנתי של DAMA. חיפוש קסנון נוסף, גדול יותר, זה בסין, לא דיווח על תוצאות מוקדם יותר השנה. עם זאת, נראה כי ניסוי נוסף - שנקרא CoGeNT, שבסיסו במינסוטה והסתמך על נתח גרמניום יחיד - משכפל את האות השנתי של DAMA.

החדשות האחרונות, לעומת זאת, אינן טובות עבור DAMA. ביום רביעי (5 בדצמבר) פרסמו חוקרים בגלאי Cosine-100 בדרום קוריאה מאמר בכתב העת Nature המדווח כי הם לא ראו שום שינוי שנתי בגלאי החדש והמיוחד שלהם. זה עניין גדול, מכיוון שחיישני האור של Cosine-100 צופים בגושים תת-קרקעיים של נתרן יוד, בדיוק כמו אצל DAMA. כך שאם DAMA מצאה תוצאה אמיתית, היא צריכה להופיע גם ב- Cosine-100.

"התוצאה של חיפוש זה היא משמעותית מכיוון שלראשונה יש לנו גלאי גבישים נתרן-יוד גדולים במידה מספקת. הם כבר 20 שנה שהתביעה הפוטנציאלית המשמעותית לא הופקה באמצעות אותם גבישים באופן עצמאי." סו לי, דובר משותף של קוסין -100, אמר בהצהרה.

החוקרים עדיין לא יודעים מה גרם לאות השנתי או מדוע הוא הופיע ב- DAMA אך לא ב- Cosine-100. אולם הצוות הקוריאני אמר כי הוא מקווה ששדרוג צפוי לגלאי שלו יביא נתונים טובים יותר שיעזרו לפתור את תעלומת החומר האפל ואת האות של DAMA.

Pin
Send
Share
Send