Details

Written by Г.Станчев

Created: October 26 2008

Last Updated: November 15 2014

Hits: 14607

Честотата на сработване на  детекторите във времето в енергетичната област 2–6 keV. Показана е само променливата съставна на сигнала, след изваждането на постоянния фон. По хоризонталата са нанесени дните от началото на експеримента DAMA/NaI; първата половина на графиката съдържа резултатите от DAMA/NaI, а след прекъсването са показани данните от новия експеримент DAMA/LIBRA. С непрекъсната линия е нанесена синусоидална функция с период една година и максимум на 2 юни (илюстрация от статията First results from DAMA/LIBRA and the combined results with DAMA/NaI)
Ясно се вижда увеличението на точността на данните след модернизацията. Ако след първите 1-2 години на експеримента DAMA/NaI все още е имало съмнения, дали отклоненията не са случайни, то след 10 годишни цикъла става ясно, че променливата част на сигнала с висока точност следва синусоидалния закон с период точно 1 година и максимум на 2 юни. На сухия език на статистиката съотношението сигнал-шум превишава 8 стандартни отклонения, т.е. вероятността тези данни да са игра на случая е нищожно малка.

И така, експеримента показва ясна годишна модулация на честотата на сработване на детектора, с това вече не спорят и скептиците. Но остава главния въпрос – каква е причината за тази модулация.?

Интерпретация на резултатите

Може да ни се стори, че има куп естествени причини за неголеми сезонни изменения на която и да било измеряема величина. Изолацията на много нива и постоянния контрол на остатъчната радиоактивност, обаче, според авторите изключва каквото и да било «земно» обяснение на наблюдаваните  по време на експеримента отклонения. Именно оттук следва техния извод – отклоненията от средната стойност са резултат от сезонното отслабване и усилване на «WIMP вятъра».

Може ли някой неотчетен досега източник да доведе до подобен сигнал? Авторите казват, че не им е известен такъв източник, или поне за цялото това време никой така и не е предложил някакъв друг физически механизъм, удовлетворяващ всички три критерия за отбор:
• Сигналът трябва да се изменя строго по синусоидален закон с период точно 1 година и с максимум около 2 юни;
• Сигналът трябва да се наблюдава само при ниски енергии;
• Сигналът трябва да присъства само в еднодетекторни събития (т.е. не трябва да има събития, при които едновременно сработват два и повече кристала).

Всички други известни източници биха нарушили някое от тези условия. Ако в лабораторията, да кажем, е достигнал поток космически лъчи, предизвикал задействане на детекторите, той би породил забележими изменения както при ниските, така и при високите енергии.

Какво тогава не им харесва на скептиците? Работата е в това, че подобни експерименти са правени и в други лаборатории по света, но нито в една не са регистрирани годишни изменения. Вярно е, че едни експерименти се основават на други методики на детектиране, в други се използва не натриев йодид, а друго вещество, трети просто не достигат чувствителността на DAMA/LIBRA. Все пак, специалистите смятат, че ако наистина WIMP-вятъра беше толкова силен, колкото излиза според експеримента DAMA, то все някой от другите експерименти— например, свръх чувствителния CDMS, обявил неотдавна отрицателен резултат,  също щеше да забележи частици тъмна материя.

Какво може да се направи в дадената ситуация? Преди всичко, трябва да се проведе независим експеримент в друга лаборатория, но със същия сцинтилатор и в същите условия. Второ, добре ще е да се фиксира не само факта на взаимодействие на WIMP с ядрото, но и да се определи посоката от която е дошъл (виж., например, последните резултати на японския детектор NEWAGE). Ако се окаже, че предпочитаното направление на пристигане на частиците съвпада с посоката на движение на Слънцето около галактичното ядро, това ще бъде важен аргумент в полза на WIMP- интерпретацията на сигнала— нали никакви земни явления не «усещат» тази посока! Трето, ако многократно се повиши чувствителността на детекторите, ще могат да се улавят и денонощните изменения на честотата на сцинтилациите (нали Земята освен всичко друго и се върти около оста си.). Ако тези измервания се окажат в нужната амплитуда и фаза, то това ще стане ключов аргумент, потвъпждаващ WIMP-частиците

Автор: Игор Иванов за сп. Элементы большой науки
Превод: Г.Станчев
Оригинал: Эксперимент DAMA по-прежнему «видит» частицы темной материи