Forskare började titta på kristaller glitter på 1990-talet. Dessa kristaller gnistrade mer under sommaren, vilket forskare tog som bevis på mörk materia. Men dessa forskare hade förmodligen fel, antyder ny forskning.
Forskare har väldigt goda skäl att tro att mörk materia finns - att det finns några osynliga saker som tuggar på allt med dess allvar men det är osynligt för våra teleskoper. Men de vet inte vad den mörka materien faktiskt är gjord av. Fysiker har några gissningar. Men forskare har aldrig upptäckt några direkta bevis som tyder på att någon speciell gissning är korrekt, med ett möjligt undantag: En enda detektor i Italien gnistrade mer på vintern än på sommaren, vilket antydde att en viss modell av mörk materia var korrekt. Men nu har ett nytt experiment som försöker att replikera den årliga gnistrcykeln misslyckats med att visa upp betydande resultat, vilket indikerar att den italienska detektorens bevis på mörk materia sannolikt är fel.
Här är affären: En populär teori om mörk materia säger att grejerna består av partiklar som kallas "svagt samverkande massiva partiklar" eller "WIMPS." Dessa WIMP: er skulle vara tunga partiklar som inte beskrivs i fysikens standardmodell, även om de troligen skulle vara supersymmetriska partners för standardmodellpartiklar. WIMP: er skulle använda sin gravitation för att dra på andra partiklar, och sällan interagerar med dem annars.
Baserat på hur mörk materia verkar agera på den ljusemitterande materien i universum, tror forskare att ämnet tenderar att kluster i galaxer och håller dem ihop. Det betyder att om mörk materia är gjord av WIMP: er, fler av dem borde slå jorden i juni, när vår planet rusar mot Mjölkvägens mörka materie-halo, än i december, när vår planet rusar bort från den regionen. Lyckligtvis för team WIMP , verkade ett enda experiment stödja den hypotesen.
På en underjordisk plats i Italien stirrar fotondetektorer på natriumjodidkristaller hela dagen och natten i mörkret och letar efter spår av ljus. Dessa kristaller gnistrar när de interagerar med andra partiklar, och på den begravda platsen - kallad DAMA / NaI-experimentet - skulle WIMP vara bland de enda andra partiklarna runt. Redan i april 1998, bara tre år efter att DAMA / NaI-experimentet började, forskare rapporterade i tidskriften Physics Letters B att kristallerna tycktes tända mer på sommaren än på vintern. Det var exakt vad forskarna förväntade sig för att se om mörk materia verkligen bestod av WIMP: er. Så nyligen som 2017 rapporterade forskare som tittade på data från DAMA / NaI-experimentet 1995-2002 och det uppgraderade DAMA / LIBRA-experimentet, som började 2003, bevis för en årlig förändring av kristallernas beteende.
Men dessa resultat har inte stått särskilt bra i replikeringsförsök.
Xenon100-detektorn, också i Italien, jagade på liknande sätt efter WIMP: er - även om den gjorde det genom att stirra på xenon, inte natriumjodid, i en mörk kammare. År 2010 var det tydligt att XENON100 inte skulle upptäcka DAMAs årliga signal. En annan större xenonsökning, den här i Kina, rapporterade inga resultat tidigare i år. Men ännu ett experiment - kallad CoGeNT, baserat i Minnesota och förlitat sig på en enda bit av germanium - tycktes dock replikera DAMAs årliga signal.
De senaste nyheterna är dock inte bra för DAMA. På onsdag (5 december) publicerade forskare vid Cosine-100-detektorn i Sydkorea ett papper i tidskriften Nature som rapporterade att de inte hade sett någon årlig förskjutning i sin nyare, mer fantasi-detektor. Det är en stor sak, eftersom Cosine-100: s ljusgivare tittar på underjordiska bitar av natriumjodid, precis som DAMA: s. Så om DAMA hade hittat ett riktigt resultat, borde det också dyka upp i Cosine-100.
"Resultatet av denna sökning är betydande eftersom vi för första gången har betydande natriumjodidkristalldetektorer med tillräcklig känslighet. Det har varit i 20 år att det potentiellt betydande påståendet inte har reproducerats med samma kristaller oberoende," Hyun Su Lee, Cosine-100-talesman, sa i ett uttalande.
Forskare vet fortfarande inte vad som orsakade den årliga signalen eller varför den dykte upp i DAMA men inte Cosine-100. Men det koreanska teamet sa att det hoppas att en kommande uppgradering till dess detektor kommer att få bättre data för att lösa mysteriet om mörk materia och DAMA-signalen.
