Научно-образовательный портал

В тaкoм случae числo чaстиц, пeрeсeкaющиx Зeмлю, дoлжнo дoстигaть свoeгo пикa, кoгдa oрбитaльнoe движeниe плaнeты вырaвнивaeтся с движeниeм Сoлнцa, в нaчaлe июня, и пoнижaться, кoгдa движeниe идeт прoтив Сoлнцa, в нaчaлe дeкaбря. Нo eсть oднa бoльшaя прoблeмa. «Сигнaл мoдуляции есть», говорит Кайцзюан Ни из Калифорнийского университета в Сан-Диего, работающий над экспериментом по поиску темной материи XENON1T. SABRE завершит свои исследования и разработку примерно через год и вскоре после этого начнет строить свои детекторы, говорит Калаприс. Ведущая гипотеза заключается в том, что по крайней мере часть ее массы состоит из слабо взаимодействующих частиц (вимпов), которые должны иногда сталкиваться с атомными ядрами на Земле. Если другие эксперименты не увидят ежегодных модуляций, коллаборация просто решит, что они были недостаточно чувствительными. Он надеется снижать фоновый уровень и дальше, вплоть до одной десятой DAMA. Этот инструмент использует датчик «активного вето», которое позволит лучше выделить сигнал темной материи на фоне шума, чем DAMA, говорит Йенгдук Ким, директор Центра подземной физики Южной Кореи в Тэджоне, руководящий KIMS. «Все разрешится», говорит Франк Калаприс из Принстонского университета в Нью-Джерси, руководящий одним из экспериментов. И если заиметь два одинаковых детектора в северном и южном полушарии, можно понять, могли ли эффекты окружающей среды подделать сезонность темной материи в результатах DAMA — если сигнал поступил от вимпов, оба детектора увидят пики в одно время. «Наши результаты были многократно подтверждены за 14 лет, поэтому у нас нет причин с нетерпением ждать, чего сделают другие», говорит она. Ученые KIMS и DM-Ice построили детектор с иодидом натрия совместно с подземной лабораторией Янъян в 160 километрах к востоку от Сеула. Затем технология станет доступна для других лабораторий —   чего не делала DAMA. Но что, если ученые DAMA окажутся правы? Но Калаприс утверждает, что высокая чистота важнее массы. Вместе с коллегами он разработал способ снизить загрязнения, а в январе заявил о получении кристаллов, которые чище, чем кристаллы DAMA. «Но как интерпретировать этот сигнал —   в пользу темной материи или чего-нибудь еще — непонятно». Вместе, KIMS, DM-Ice и ANAIS будут располагать более 200 килограммов иодида натрия и обмениваться данными. SABRE будет использовать детектор, отделяющий сигнал темной материи от шума, и весить порядка 50 килограммов. Ученые весьма уверены в существовании темной материи и в том, что ее минимум в пять раз больше обычного вещества. Многие столкнулись со сложность выращивания кристаллов иодида натрия с требуемой степенью чистоты. Это достаточно чисто, чтобы проверить ее результаты, говорят ученые. Но теперь у нас есть четыре инструмента с тем же типом детектора, что был у коллаборации, которой принадлежит это спорное заявление. «Пока кто-то не запустит детектор на том же элементе, который оставил намек, нельзя быть ни в чем уверенным», говорит Хуан Коллар из Университета Чикаго в Иллинойсе, работавший над несколькими экспериментами темной материи. В течение следующих трех лет эти эксперименты либо подтвердят существование темной материи, либо опровергнут заявление раз и навсегда, говорят физики, работающие над ними. «Чем больше человек изучает их эксперимент, тем больше он понимает, насколько хорошо тот сделан». И хотя у новых детекторов будет более высокий уровень фонового шума, они смогут либо фальсифицировать, либо воспроизвести самый мощный сигнал DAMA, говорит Рейна Маруяма из Йельского университета, руководящая DM-Ice. И хотя естественная радиоактивность тоже производит такие вспышки, DAMA заявила об обнаружении вимпов еще в 1998 году, опираясь на тот факт, что число вспышек, произведенных за день, колебалось в зависимости от времен года. Более десяти лет назад она предоставила удивительные доказательства темной материи, невидимой субстанции, которая, как полагают, связывает галактики воедино своим гравитационным притяжением. Кристаллы иодида натрия должны производить вспышку света, если такое произойдет в детекторе. Никакой другой полномасштабный эксперимент не использовал иодид натрия в детекторе, хотя KIMS в Южной Корее использовал иодид цезия. Если сравнивать с 250 килограммами, которые были у DAMA, ученые рассчитывают поймать схожее число вимпов. Но трем группам ученых — KIMS, DM-Ice из Йельского университета в Нью-Хейвене и ANAIS из Университета Сарагоса в Испании   — удалось получить кристаллы с уровнем фоновой радиоактивности в два раза меньше, чем было у DAMA. Остальные будут запущены в ближайшие несколько лет в Испании, Австралии и Гран-Сассо. Но поскольку другого объяснения их сигналу не нашли, ее это обнадежило.