研究者たちはついに暗黒物質の粒子を検出したかもしれない

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ダークマター:見えない、とらえどころのない、物議を醸している…そしてそれは どこにでも —宇宙ではそうですが、特に宇宙物理学の世界では、研究者たちは何十年もの間、真のアイデンティティを徹底的に明らかにしようとしてきました。

現在、国際的な超低温暗黒物質探索(SuperCDMS)実験を行っている科学者たちは、暗黒物質を構成すると考えられている粒子(弱く相互作用する巨大粒子、またはWIMP)の検出を報告しています。テキサスA&M大学(高エネルギー物理学者のRupak Mahapatraが実験の主任研究者である)のプレスリリースによると、SuperCDMSは3シグマレベルでWIMPのような信号を識別しました。これは、実際の発見の99.8%の確率を示しています—呼ばれている「具体的なヒント」。

「高エネルギー物理学では、発見は5シグマ以上でのみ主張されています」とマハパトラは言いました。 「これは確かに非常にエキサイティングですが、標準に完全には納得できません。確認するには、さらに多くのデータが必要です。今のところ、私たちは現代の最大のパズルの1つであるこの食欲をそそるヒントとともに生きる必要があります。」

これが実際にWIMPである場合、そのような粒子が直接観測されたのは初めてであり、暗黒物質とは何か、またはそうではないかについての洞察をさらに深めることができます。

悪名高いとはいえ、WIMPが通常の問題と相互作用することはほとんどないため、検出が困難です。科学者は、原子核から時々跳ね返ったり、ビリヤードボールのように飛散したりして、地下の深い検出器、CERNのラージハドロンコライダーなどの粒子コライダー、さらには宇宙空間のような機器でさえ追跡できる少量のエネルギーを残していると信じています国際宇宙ステーションに搭載されたアルファ磁気分光計(AMS)。

CDMS実験は、ミネソタ州北部のSoudan鉱山の地下0.5マイルに位置し、米国エネルギー省のFermi National Accelerator Laboratoryによって管理されており、2003年からダークマターを探しています。この実験では、非常に高度な検出器技術と高度な分析を使用しています極低温冷却(-460°Fでほぼ絶対零度の温度)ゲルマニウムおよびシリコンターゲットが暗黒物質粒子のまれな反動を検索できるようにする技術。

この新たに発表された検出は、実際には実験の初期段階で取得されたデータに基づいています。

「この結果は、スタンフォードで製造されたシリコン検出器を使用して数年前に取得されたデータであり、現在は使用されていません」とMahapatraは述べています。 「低質量のWIMP領域への関心の高まりにより、シリコン検出器の露出の分析を完了するように動機付けられました。これは、15ギガエレクトロンボルトを超えるWIMP質量(1 GeVaは10億電子ボルトに等しい)のゲルマニウムよりも感度は低くなりますが、感度は高くなります低質量用。分析の結果、3つのイベントが発生し、推定バックグラウンドは0.7イベントです。」

マハパトラ氏は、結果は確かに励みになり、さらに調査する価値があると述べていますが、それはまだ発見であると考えるべきではないと警告しています。

「私たちは99.8%しか確信がなく、99.9999%確実になりたいと思っています」とマハパトラは言いました。 「3シグマでは、何かのヒントがあります。 4-シグマでは、証拠があります。 5シグマでは、発見があります。」

「医学では、症例の99.8%を治癒していると言えますが、それは問題ありません。高エネルギー物理学で根本的な発見をしたと言っても、間違いはありません。」

– Rupak Mahapatra博士、テキサスA&M大学、SuperCDMS主任研究員

コラボレーションは、SuperCDMS Soudan実験の動作中のゲルマニウム検出器を使用してこのWIMPセクターを引き続き調査し、将来の実験では、テキサスA&Mの電気工学部で開発されたより大規模でより高度な6インチシリコン検出器の使用を検討しています。

チームはその結果をarXivで発表された論文に詳述しており、最終的には物理的レビューレター。マハパトラも本日午後12時に結果を発表します。ミッチェル基礎物理学および天文学研究所での講演におけるCDT。

出典:テキサスA&M大学

(こことここでダークマターの詳細を読んでください。)

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