The Dark Matter Data Bonanza

Vesmír je plný tajemných neviditelných věcí, které odmítají interagovat se světlem. Neodráží, nevyzařuje ani neabsorbuje světlo. Ale astronomové vědí, že tam je, protože má gravitační účinek na viditelné věci. Říkají tomu temná hmota.

Ale je tu problém. Pokud temná hmota existuje (a na tomto blogu jsme se podívali na řadu alternativních nápadů), mělo by jí tam být hodně. Astronomové odhadují, že 83 procent hmoty vesmíru by mělo mít tuto formu. Zbytek, pouhých 17 procent, je vidět.

Tak kde jsou všechny ty věci? Měl by prostupovat Sluneční soustavu, Zemi a naše životní prostředí. A přesto, když to fyzici hledají, najdou zip.

Přinejmenším většina fyziků nic nenajde. Posledních pár let jedna skupina vědců křičí ze střech, že vidí temnou hmotu.

Tihle chlapi umístili na dno dolu v Itálii obří hroudu soli. Tato hrudka je 250 kg krystal jodidu sodného dopovaného thaliem. Předpokládá se, že srážka mezi exotickou částicí a jádrem v krystalu by vytvořila foton, který lze zachytit blízkými citlivými světelnými detektory.

Tento experiment se nazývá DAMA/LIBRA a jeho výsledky jsou kontroverzní. Zatímco částice temné hmoty mohou jistě generovat fotony v krystalu, jakýkoli jiný druh částic může také generovat světlo. Experiment tedy zachycuje také kosmické záření, tepelné neutrony a radioaktivitu pozadí. Díky tomu jsou výsledky extrémně hlučné.

Existuje však způsob, jak oddělit signál temné hmoty od všeho tohoto pozadí. Jak se Slunce pohybuje galaxií, musí se také pohybovat mořem temné hmoty. A jak se Země pohybuje kolem Slunce, bude se v některých obdobích roku orat do moře temné hmoty rychleji a jindy pomaleji.

Takže signál temné hmoty by měl mít roční modulaci.

To je přesně to, co lidé z DAMA/LIBRA říkají, že to vidí. Signál temné hmoty vrcholí v květnu a poté klesá. A to není žádný slabý předběžný signál – lidé z DAMA/LIBRA říkají, že statistické důkazy jsou tak jasné, že téměř neexistuje možnost, že by se mýlili.

Ale většina astrofyziků ignorovala a dokonce zesměšňovala výsledek DAMA/LIBRA. Důvodem je, že na dně jiných dolů po celém světě je mnoho dalších detektorů temné hmoty, které nic nevidí. Mnohé z nich jsou považovány za spolehlivější, protože stíní hluk pozadí z kosmického záření a tak dále.

Měli by vidět pouze temnou hmotu. Ale nedělají.

Nebo alespoň ne. Před pár týdny oznámil tým s detektorem zvaným CoGeNT na dně dolu v Minnesotě, že shromáždil velmi podobné důkazy jako experiment DAMA/LIBRA. Jejich důkaz o temné hmotě není tak statisticky silný, ale je modulován přesně stejným způsobem, s vrcholem koncem dubna nebo začátkem května.

Dnes Dan Hooper z Fermi National Accelerator Laboratory a Chris Kelso z University of Chicago přezkoumávají data z CoGenT a DAMA/LIBRA a tvrdí, že jsou vzájemně kompatibilní. Pokud skutečná fáze vyvrcholí začátkem května, bude to představovat modulaci konzistentní s modulací, kterou uvádí spolupráce DAMA/LIBRA, říkají.

To je docela prohlášení vzhledem ke skepsi, kterou mnozí výzkumníci projevili vůči týmu DAMA/LIBRA.

Tím ale důkazy nekončí. Hooper a Kelso také říkají, že typ temné hmoty, který tyto výsledky naznačují, je v souladu s jinými nepřímými důkazy o temné hmotě, které viděly jiné experimenty. Věci jako spektrum gama paprsků pozorované Fermiho kosmickým dalekohledem Gamma Ray a zákal pozorovaný kosmickou lodí WMAP, o nichž se předpokládá, že jsou generovány elektrony blízko středu galaxie emitujícími fotony.

A bude toho ještě víc. Hooper a Kelso říkají, že další experiment je na pokraji zveřejnění podrobných výsledků, které podporují tvrzení DAMA/LIBRA-CoGenT. Spolupráce CRESST oznámila pozorování přebytku událostí, které jsou zhruba konzistentní s událostmi očekávanými od částice temné hmoty podobné CoGeNT.

Svět výzkumu temné hmoty byl tedy během pár měsíců postaven na hlavu. Po letech negativních zpráv tu najednou máme lavinu těch pozitivních.

To z něj dělá zajímavé téma nejen pro fyziky, ale i pro psychology studující skupinovou dynamiku. Proces, kterým se vědecké myšlenky stávají vědeckými fakty, byl vždy nejasný a zvláštní.

Ale pravdou je, že je stejně náchylný k lidským slabostem jako jakákoli jiná oblast snažení, a tak stejně pravděpodobně zažije výstřelky a módy a náhlé změny v názorech. Bude zajímavé sledovat, co si o této epizodě řeknou historici vědy.

Ref: http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Důsledky nových výsledků CoGeNT pro temnou hmotu

skrýt