✖


Jump to content

ПРАВО / ВЕСЫ

Эта статья о физическом эксперименте. Чтобы узнать о других значениях, см. Дама (значения) .

Эксперимент DAMA/LIBRA [1] Это эксперимент с детектором частиц, предназначенный для обнаружения темной материи с использованием подхода прямого обнаружения с использованием матрицы NaI (Tl) сцинтилляционных детекторов для обнаружения частиц темной материи в галактическом гало . Целью эксперимента является обнаружение годовой модуляции количества событий обнаружения, вызванной изменением скорости детектора относительно гало темной материи по мере обращения Земли вокруг Солнца. Он расположен под землей в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии .

Это продолжение эксперимента DAMA/NaI , в ходе которого наблюдалась сигнатура годовой модуляции в течение 7 годовых циклов (1995-2002 гг.). Впервые эксперимент предложил доктор Пьерлуиджи Белли. [ нужна ссылка ] который сейчас является директором по исследованиям Итальянского национального института ядерной физики. [ нужна ссылка ]

Хотя DAMA/LIBRA опубликовала впечатляющие результаты, достоверность этих результатов широко оспаривается; они не обнародовали свои данные или методы, а их методы снижения фонового шума таковы, что на самом деле они могут составлять большую часть предлагаемой ими годовой модуляции сигнала. [2] Два других исследования, пытавшиеся повторить эксперимент DAMA/LIBRA (придерживаясь текущих практик публикации и доступности данных) с использованием того же метода — COSINE-100 и ANAIS-112 — не выявили никаких доказательств годовой модуляции. [3] [4] [5]

В 2020 году было указано, что возможное объяснение наблюдаемой модуляции связано с процедурой анализа данных. Ежегодное вычитание постоянной составляющей может привести к появлению пилообразного остатка при наличии более медленной временной зависимости. [6]

Детектор

[ редактировать ]

Детектор состоит из 25 сцинтилляционных таллием (NaI(Tl)) высокой радиочистости, легированных кристаллов йодида натрия , помещенных в матрицу 5х5. Каждый кристалл соединен с двумя низкофоновыми фотоумножителями . Детекторы размещаются внутри герметичного медного ящика, продутого азотом высокой чистоты; Для снижения естественного экологического фона медный ящик окружен низкофоновым многотонным щитом. Кроме того, этот пассивный щит почти полностью окружен бетоном толщиной 1 м из скального материала Гран-Сассо. Установка имеет трехуровневую систему герметизации, которая предотвращает попадание воздуха из окружающей среды в извещатели. Вся установка кондиционируется, а некоторые рабочие параметры постоянно контролируются и записываются.

DAMA/LIBRA модернизировалась в 2008 и 2010 годах. [7] В частности, после модернизации в 2010 году эксперимент перешел во вторую фазу с повышением чувствительности установки.благодаря снижению энергетического порога. Сбор данных по DAMA/LIBRA-фазе 2 начнется в 2022 году.

Операция и результаты

[ редактировать ]

Сбор данных фазы 1 DAMA/LIBRA начался в сентябре 2003 года. Опубликованные данные DAMA/LIBRA соответствуют 7 годовым циклам. [8] Учитывая эти данные вместе с данными DAMA/NaI , общее воздействие (1,33 тонны × год) было получено за 14 годовых циклов. Этот эксперимент дополнительно подтвердил наличие независимого от модели эффекта годовой модуляции в данных в диапазоне 2–6 кэВ, которые удовлетворяют всем характеристикам, ожидаемым для сигнала темной материи с высокой статистической значимостью.

Как и ранее для DAMA/NaI, были проведены тщательные количественные исследования отсутствия каких-либо существенных систематических или побочных реакций в DAMA/LIBRA. [8] [9]

Полученные модельные независимые данные совместимы с широким набором сценариев относительно природы кандидата в темную материю и связанной с ней астрофизической физики и физики элементарных частиц . [10] [11]

По состоянию на 2021 год эксперимент DAMA/LIBRA продолжается. [12]

Неспособность воспроизвести

[ редактировать ]

Результаты можно сравнить с CoGeNT. сигналом [13] [14] [15] [16] и другие ограничения эксперимента для оценки интерпретаций как WIMP , [17] нейтралино , [18] и другие модели. Однако с тех пор было показано, что сигнал CoGeNT возник в результате неучтенного фона от поверхностных эффектов; после учета этого фона было показано, что сигнал CoGeNT совместим с нулевыми результатами (то есть вообще отсутствует сигнал).

Коллаборация COSINE -100 работает в Корее над подтверждением или опровержением сигнала DAMA. Они используют экспериментальную установку, аналогичную DAMA (кристаллы NaI(Tl)). Они опубликовали свои результаты в декабре 2018 года в журнале Nature; их результат исключает спин-независимые взаимодействия вимпа с нуклонами как причину годовой модуляции, наблюдаемой коллаборацией DAMA. [19]

В мае 2021 года детектору частиц ANAIS не удалось повторить результаты экспериментов DAMA после 3 лет сбора данных. [20] а в ноябре новые результаты эксперимента COSINE-100 после 1,7 лет сбора данных также не смогли воспроизвести сигнал DAMA. [21] [22]

Было указано, что возможное объяснение наблюдаемой модуляции связано с процедурой анализа данных. Ежегодное вычитание постоянной составляющей может привести к появлению пилообразного остатка при наличии более медленной зависимости от времени: [6] однако более поздний анализ показывает, что данные DAMA/LIBRA лучше всего объясняются косинусной модуляцией по пилообразному типу. [23] Новая информация об этой гипотезе появилась в августе 2022 года, когда COSINE-100 применил метод анализа, аналогичный тому, который используется DAMA/LIBRA, и обнаружил аналогичную годовую модуляцию, однако с «фазами модуляции, которые почти противоположны тем, которые наблюдаются DAMA/LIBRA». . [24]

САБЛЯ

[ редактировать ]

Очевидная критика сезонных изменений событий, зарегистрированных в эксперименте DAMA/LIBRA, заключается в том, что на самом деле они обусловлены каким-то чисто сезонным эффектом, не связанным с вимпами. Хотя расположение глубоко под землей сводит к минимуму перепады температуры и другие воздействия прямых солнечных лучей, существуют ежегодные колебания влажности и другие неочевидные эффекты. На данный момент вся эта критика учтена коллаборацией DAMA при анализе экспериментальных данных и исключена, как об этом говорится в опубликованных результатах. Повторение этого эксперимента в Южном полушарии с изменением фазы DAMA/LIBRA позволило бы опровергнуть это возражение; если, с другой стороны, в Южном полушарии были обнаружены вариации, которые были на 6 месяцев не в фазе с DAMA/LIBRA, то возражение против сезонных вариаций было бы поддержано.

Улучшенные версии DAMA/LIBRA под названием SABER ( йодид натрия с активным подавлением фона ) планировалось построить в двух местах. Один в LNGS, а другой в Австралии, в Лаборатории подземной физики Ставэлла (SUPL). [25] Лаборатория строится на глубине 1025 м под поверхностью золотого рудника в Ставелле, штат Виктория . Первые результаты ожидались в 2017 году. [26] Строительство Лаборатории подземной физики Ставэлла (SUPL) было остановлено из-за закрытия основной шахты в 2016 году. Строительство возобновилось примерно через год и по состоянию на октябрь 2019 года продолжалось.

Головная лаборатория SUPL была открыта в августе 2022 года. Эксперимент SABRE планируется перенести под землю в SUPL в последние месяцы 2022 года, а сбор данных планируется начать в 2023 году. [27]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Р. Бернабеи; и др. (2008). «Аппарат ДАМА/ВЕСЫ». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях А . 592 (3): 297–315. arXiv : 0804.2738 . Бибкод : 2008NIMPA.592..297B . дои : 10.1016/j.nima.2008.04.082 . S2CID   15785910 .
  2. ^ выглядит еще более шатким . Спорное открытие темной материи в 2018 году
  3. ^ Тайна сигнала темной материи углубляется с попытками репликации, март 2019 г.
  4. ^ Годовая модуляция является результатом трехлетнего воздействия ANAIS-112 Amare 2021.
  5. ^ Эксперимент по поиску взаимодействий темной материи с использованием детекторов йодида натрия COSINE-100 2018
  6. ^ Перейти обратно: а б Д. Бутаццо; и др. (2020). «Годовые модуляции от вековых вариаций: расслабление DAMA?». Журнал физики высоких энергий . 2020 (4): 137. arXiv : 2002.00459 . Бибкод : 2020JHEP...04..137B . дои : 10.1007/JHEP04(2020)137 . S2CID   211010848 .
  7. ^ Р. Бернабеи; и др. (2012). «Характеристики новых ФЭУ с высокой квантовой эффективностью в DAMA/LIBRA». Журнал приборостроения . 7 (3): 03009. arXiv : 1002.1028 . Бибкод : 2012JInst...7.3009B . дои : 10.1088/1748-0221/7/03/P03009 . S2CID   250677616 .
  8. ^ Перейти обратно: а б Р. Бернабеи; и др. (2013). «Окончательный результат, независимый от модели, DAMA/LIBRA – фаза 1». Европейский физический журнал C . 73 (12): 2648. arXiv : 1308.5109 . Бибкод : 2013EPJC...73.2648B . doi : 10.1140/epjc/s10052-013-2648-7 . S2CID   118668829 .
  9. ^ Р. Бернабеи; и др. (2012). «Мюоны не играют никакой роли в результатах ежегодной модуляции DAMA». Европейский физический журнал C . 72 (7): 2064. arXiv : 1202.4179 . Бибкод : 2012EPJC...72.2064B . дои : 10.1140/epjc/s10052-012-2064-4 . S2CID   54078935 .
  10. ^ А. Боттино; и др. (2012). «Феноменология легких нейтралино с учетом недавних результатов на Большом адронном коллайдере ЦЕРН». Физический обзор D . 85 (9): 095013. arXiv : 1112.5666 . Бибкод : 2012PhRvD..85i5013B . дои : 10.1103/PhysRevD.85.095013 . S2CID   53551559 .
  11. ^ г-н Бакли; и др. (2011). «Последствия физики элементарных частиц для CoGeNT, DAMA и Ферми». Буквы по физике Б. 702 (4): 216–219. arXiv : 1011.1499 . Бибкод : 2011PhLB..702..216B . дои : 10.1016/j.physletb.2011.06.090 . S2CID   118389780 .
  12. ^ Бернабей, Р.; Белли, П.; Буссолотти, А.; Караччиоло, В.; Часовня, Ф.; Черулли, Р.; Давай, Си Джей; д'Анджело, А.; Феррари, Н.; Инчичитти, А.; Леончини, А.; Но, ХХ; Маттеи, А.; Мерло, В.; Монтеккья, Ф.; Шэн, XD; Йе, З. П. (2021). «Дальнейшие результаты DAMA/LIBRA-фазы 2 и перспективы» . Ядерная физика и атомная энергия . 22 (4): 329–342. Бибкод : 2021NPAE...22..329B . дои : 10.15407/jnpae2021.04.329 . hdl : 2108/301167 . S2CID   249534111 .
  13. ^ CE Аалсет; и др. (2011). «Результаты поиска темной материи легкой массы с помощью точечно-контактного германиевого детектора P-типа». Письма о физических отзывах . 106 (13): 131301. arXiv : 1002.4703 . Бибкод : 2011PhRvL.106m1301A . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.131301 . ПМИД   21517370 . S2CID   24822628 .
  14. ^ CE Аалсет; и др. (2011). «Поиск годовой модуляции в точечно-контактном германиевом детекторе темной материи P-типа». Письма о физических отзывах . 107 (14): 141301. arXiv : 1106.0650 . Бибкод : 2011PhRvL.107n1301A . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.141301 . ПМИД   22107183 . S2CID   7696495 .
  15. ^ М.Т. Франдсен; и др. (2011). «О модуляциях DAMA и CoGeNT». Физический обзор D . 84 (4): 041301. arXiv : 1105.3734 . Бибкод : 2011PhRvD..84d1301F . дои : 10.1103/PhysRevD.84.041301 . S2CID   118416204 .
  16. ^ Дэн Хупер, Крис Келсо (2011). «Последствия новых результатов CoGeNT для темной материи». Физический обзор D . 84 (8): 083001. arXiv : 1106.1066 . Бибкод : 2011PhRvD..84h3001H . doi : 10.1103/PhysRevD.84.083001 . S2CID   119266643 .
  17. ^ А. Лиам Фицпатрик; и др. (2010). «Последствия CoGeNT и DAMA для легкой темной материи WIMP». Физический обзор D . 81 (11): 115005. arXiv : 1003.0014 . Бибкод : 2010PhRvD..81k5005F . дои : 10.1103/PhysRevD.81.115005 . S2CID   56025384 .
  18. ^ А.В. Беликов; и др. (2011). «CoGeNT, DAMA и легкая нейтральная темная материя». Буквы по физике Б. 705 (1–2): 82–86. arXiv : 1009.0549 . Бибкод : 2011PhLB..705...82B . дои : 10.1016/j.physletb.2011.09.081 . S2CID   119243520 .
  19. ^ Коллаборация COSINE-100 (2018). «Эксперимент по поиску взаимодействий темной материи с использованием детекторов йодида натрия». Природа . 564 (7734): 83–86. arXiv : 1906.01791 . Бибкод : 2018Natur.564...83C . дои : 10.1038/s41586-018-0739-1 . ПМИД   30518890 . S2CID   54459495 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  20. ^ Ж. Амаре; и др. (2021). «Годовая модуляция является результатом трехлетнего воздействия ANAIS-112». Физический обзор D . 103 (10): 102005. arXiv : 2103.01175 . Бибкод : 2021ФРвД.103j2005А . doi : 10.1103/PhysRevD.103.102005 . S2CID   232092298 .
  21. ^ Адхикари, Говинда; де Соуза, Эстелла Б.; Карлин, Нельсон; Чхве, Джэ Джин; Чхве, Сонхо; Джамал, Митра; Эзерибе, Энтони К.; Франса, Луис Э.; Ха, Чан Хён; Хан, Ин Сик; Чон, Ынджу (12 ноября 2021 г.). «Сильные ограничения COSINE-100 на результаты исследования темной материи DAMA с использованием той же мишени из йодида натрия» . Достижения науки . 7 (46): eabk2699. arXiv : 2104.03537 . Бибкод : 2021SciA....7.2699A . дои : 10.1126/sciadv.abk2699 . ISSN   2375-2548 . ПМЦ   8580298 . ПМИД   34757778 .
  22. ^ «Не виден ли конец знаменитому заявлению о темной материи?» . www.science.org . Проверено 29 декабря 2021 г.
  23. ^ Мессина, Андреа; Нардеккья, Марко; Пьячентини, Стефано (22 апреля 2020 г.). «Годовые модуляции от вековых вариаций: не расслабляет DAMA?» . Журнал космологии и физики астрочастиц . 2020 (4): 037. arXiv : 2003.03340 . дои : 10.1088/1475-7516/2020/04/037 . ISSN   1475-7516 .
  24. ^ Адхикари, Г.; Карлин, Н.; Чой, Джей-Джей; Чой, С.; Эзерибе, AC; Франка, Лебедь; Ха, К.; Хан, И.С.; Холлик, С.Дж.; Чон, Э.Дж.; Джо, Дж. Х.; Джу, HW; Канг, WG; Кауэр, М.; Ким, Б.Х. (2023). «Вызванная годовая модуляция данных COSINE-100 методом анализа DAMA/LIBRA» . Научные отчеты . 13 (1): 4676. arXiv : 2208.05158 . дои : 10.1038/s41598-023-31688-4 . ПМЦ   10033922 . ПМИД   36949218 .
  25. ^ Робертс, Гленн младший (23 октября 2014 г.). «Первый австралийский эксперимент с темной материей» . Журнал «Симметрия» .
  26. ^ «Темная материя: перспектива южного полушария» .
  27. ^ https://www.supl.org.au/
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=DAMA/LIBRA&oldid=1193468464"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f151d21ff7176ab401cdd479ed0d86c8__1704315900
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f1/c8/f151d21ff7176ab401cdd479ed0d86c8.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
DAMA/LIBRA - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)