На один из важнейших вопросов о темной материи ответят в Южной Корее

Эксперимент DAMA/LIBRA фиксировал ежегодные колебания световых вспышек в своем детекторе. Это заложило основу реальным теориям о темной материи. Однако за 20 лет, никто так и не смог повторить результат.

На один из важнейших вопросов о темной материи ответят в Южной Корее

Наблюдения DAMA/LIBRA за отчетливой годовой закономерностью согласуются с теоретическими ожиданиями, связанными с движением Земли в галактике. Пока Земля вращается вокруг Солнца, Солнце движется вокруг черной дыры в центре Млечного Пути. В июне Земля движется в том же направлении, что и Солнце, увеличивая свою относительную скорость через облако темной материи. В декабре же Земля движется в противоположном направлении. Как и ожидалось, количество сигналов, зарегистрированных детектором DAMA/LIBRA, достигает пика в июне и минимального значения в декабре.

Несколько исследовательских групп пытались воспроизвести результаты DAMA/LIBRA, используя аналогичные методы и материалы, такие как кристаллы йодида натрия, которые светятся при взаимодействии с субатомными частицами. Среди них — эксперимент COSINE-100, работающий с 2016 года в Южной Корее в подземной лаборатории Янъян (Y2L). Однако ни один из этих экспериментов не смог подтвердить результаты DAMA/LIBRA, что вызывает вопросы о возможных ошибках в методах анализа или особенностях самого детектора.

Мария Луиза Сарса, физик, работающая над экспериментом ANAIS-112 в подземной лаборатории Канфранк в Испании, говорит:

Эта загадка сохраняется уже 20 лет.

Чтобы окончательно подтвердить или опровергнуть результаты DAMA/LIBRA, эксперименты должны быть максимально идентичными оригиналу, считает Генри Цз-Кинг Вонг, физик из Академии Синика в Тайване. Хотя детектор COSINE-100 использует аналогичные кристаллы йодида натрия, они содержат в три раза больше радиации, что может исказить слабые сигналы потенциальных частиц темной материи.

В обновленном эксперименте COSINE-100 будут использованы те же кристаллы, что и ранее, но с улучшениями для повышения их чувствительности. Команда также разрабатывает новые, более радиочистые кристаллы йодида натрия для следующего этапа эксперимента COSINE-200. С такими кристаллами есть надежда собрать достаточно данных за более короткий срок, чтобы сделать окончательные выводы по результатам DAMA/LIBRA и исследовать маломассивную темную материю.

COSINE-100 будет размещен в новой лаборатории Yemilab площадью 3000 квадратных метров, находящейся на глубине около километра. С сентября 2023 года все эксперименты из Y2L были перенесены в Yemilab, где они начнут следующую фазу исследований к концу этого года.

Yemilab также предоставляет более защищенную среду для поиска неуловимых частиц, включая нейтрино. Вторая фаза эксперимента AMoRE будет искать безнейтринный двойной β-распад, который, если его обнаружат, подтвердит, что нейтрино являются своими античастицами. Это поможет определить их массу и объяснить, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Модернизированный детектор будет использовать около 160 килограммов кристаллов, содержащих молибден-100. Когда AMoRE-II начнет работать, он будет в 100 раз более чувствительным, чем предыдущая версия.

Независимо от того, удастся ли двум экспериментам обнаружить искомые редкие события или нет, они всё равно породят новые вопросы.

Читайте также

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет

Астрономы обнаружили рекордный радиовсплеск, летевший к Земле 11 миллиардов лет

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

BMW представила iX3 M60 xDrive: 612 л.с., разгон до сотни за 3,9 секунды и запас хода 755 км

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии