O nouă analiză ne aduce mai aproape de detectarea materiei întunecate

Timp de aproape un secol, materia întunecată a continuat să se sustragă detectării directe, ceea ce i-a determinat pe oamenii de știință să găsească metode de căutare și mai creative.

Colaborarea Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) a publicat o reanaliză a datelor experimentale publicate anterior.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Studiul lor, publicat recent în Physical Review D, descrie căutarea de către echipă a materiei întunecate prin intermediul a două procese numite radiația Bremsstrahlung și efectul Migdal.

Într-o analiză inedită, echipa a colaborat, de asemenea, cu geologi pentru a lua în considerare modul în care atmosfera și compoziția internă a Pământului interacționează cu particulele de materie întunecată pentru a determina disiparea energiei acestora.

Materia întunecată a continuat să se sustragă detectării directe

Analiza reprezintă una dintre cele mai stricte limite de până acum în ceea ce privește detectarea materiei întunecate și pregătește terenul pentru viitoarele căutări ale materiei întunecate.

„Pe măsură ce căutăm materia întunecată, trebuie să extindem sensibilitatea de detectare”, a declarat Noah Kurinksy, cercetător la SLAC și autor corespondent al studiului. „A avea modalități mai bune de a modela aceste procese și de a înțelege aceste tipuri de măsurători este foarte important pentru a înțelege materia întunecată”.

Într-un experiment precum SuperCDMS, fizicienii caută semne că materia întunecată a intrat în coliziune cu nucleele atomice – protoni și neutroni – din interiorul unui material precum siliciul și germaniul.

De obicei, se presupune că, atunci când o particulă de materie întunecată se lovește de un nucleu, coliziunea este elastică.

Capacități de detectare mai sensibile

Orice energie pierdută de particula de materie întunecată este transferată în mișcarea nucleului, astfel încât ambele particule se retrag. „Exemplul tipic de împrăștiere a bilelor de biliard”, a explicat Kurinsky.

Cu toate acestea, în ultimii ani, cercetătorii au propus că materia întunecată poate fi detectată prin coliziuni inelastice, în care energia din coliziune este transferată în altceva care este posibil să fie mai ușor de detectat, cum ar fi fotonii sau electronii.

Acest lucru ar putea duce la capacități de detectare mai sensibile pentru experimentele de detectare a materiei negre, scrie Phys.org.

Având în vedere că experimentul SuperCDMS este deja unul dintre cele mai sensibile detectoare de materie întunecată de acest tip, „am vrut să știm care este probabilitatea de a vedea acest tip special de semnal în datele SuperCDMS”, a declarat Daniel Jardin, co-autor al noului studiu și cercetător postdoctoral la Universitatea Northwestern, care a ajutat la conducerea analizei.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Descoperire năucitoare: Astrofizicienii au găsit o galaxie fără materie întunecată

Trei sori alimentați de materie întunecată, descoperiți la începuturile Universului

Un nou telescop spațial va studia materia întunecată a Universului

Planetele alcătuite din materie întunecată ar putea exista cu adevărat. Cum le putem găsi?