Ученые опровергли существование частиц «тяжелой» темной материи
Результаты опытов проекта DAMA/LIBRA, открывших частицы «тяжелой» темной материи, опровергнуты научным коллективом эксперимента COSINE-100, опубликовавшем свои результаты 10 ноября в журнале Science Advances.
«Астрономические наблюдения продолжают указывать на то, что Вселенная состоит в основном из несветящейся и невидимой темной материи» — пишут авторы статьи.
При этом было предложено несколько типов новых фундаментальных частиц в качестве кандидатов на роль темной материи, например, слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMP), но окончательно достоверного сигнала от них не было обнаружено, несмотря на согласованные работы многих групп ученых.
Несколько групп разрабатывали новые эксперименты с целью воспроизведения или опровержения результатов DAMA, полученных 10 лет назад, используя одни и те же исходные материалы. Одним из них и является эксперимент COSINE-100, который в настоящее время проводится с использованием 106 кг низкофоновых кристаллов иодида натрия в подземной лаборатории Янъян в Южной Корее, покрытой 700-метровой породой.
В эксперименте COSINE-100 использованы те же детекторы, что и в DAMA. Но были повышены требования к отбору событий, обеспечено более точное сканирование фона детектора и использование большего набора данных, что значительно повысило чувствительность COSINE-100 для обнаружения темной материи.
В результате никакой сигнал, соответствующий взаимодействию с темной материи, не идентифицировался.
Замеры, как отмечают профессор Ли Хён Су и его коллеги, проводились с более высокой точностью и чувствительностью, чем их аналоги на DAMA/LIBRA. Несмотря на это, детектору COSINE-100 не удалось обнаружить следы существования всех 18 вариаций «вимпов». По мнению исследователей, это однозначно говорит об ошибочности заявлений участников проекта DAMA/LIBRA и свидетельствует о наличии ошибок в процессе анализа данных или в самих результатах наблюдений.
«Здесь мы представляем результаты анализа данных COSINE-100 за 1,7 года с улучшенными требованиями к отбору событий и порогом энергии, который был снижен с 2 до 1 кэВее, где кэВее — энергия электронного эквивалента. Мы обнаружили улучшение чувствительности на порядок, достаточное для того, чтобы сильно ограничить альтернативные сценарии» — пишут исследователи в статье.
Результаты анализа накопленных за 1,7 года данных COSINE-100 и улучшенной методикой анализа с порогом энергии в 1 кэВи не подтверждают данные 10-летней давности. Но для однозначного заключения необходим анализ данных от COSINE-100 за несколько лет. Поэтому существование «вимпов» пока не опровергнуто окончательно
