The Dark Matter Data Bonanza

Universum är fyllt med mystiska osynliga saker som vägrar interagera med ljus. Det reflekterar, avger eller absorberar inte ljus. Men astronomer vet att den finns där på grund av dess gravitationseffekt på det synliga. De kallar det mörk materia.

Men det är ett problem. Om mörk materia finns (och på den här bloggen har vi tittat på ett antal alternativa idéer), borde det finnas mycket av det där ute. Astronomer uppskattar att 83 procent av universums massa bör ta denna form. Resten, bara 17 procent, syns.

Så var är allt det här? Det bör genomsyra solsystemet, jorden och vår miljö. Och ändå när fysiker letar efter det, hittar de zip.

Åtminstone hittar de flesta fysiker ingenting. Under de senaste åren har en grupp forskare ropat från hustaken att de kan se mörk materia.

De här killarna har placerat en gigantisk saltklump på botten av en gruva i Italien. Denna klump är en 250 kg kristall av natriumjodid dopad med tallium. Tanken är att en kollision mellan en exotisk partikel och en kärna i kristallen skulle generera en foton som kan plockas upp av känsliga ljusdetektorer i närheten.

Detta experiment kallas DAMA/LIBRA och dess resultat är kontroversiella. Även om partiklar av mörk materia säkert kan generera fotoner i kristallen, kan vilken annan typ av partikel som helst också generera ljus. Så experimentet plockar också upp kosmisk strålning, termiska neutroner och bakgrundsradioaktivitet. Detta gör resultatet extremt bullrigt.

Det finns dock ett sätt att skilja den mörka materiens signal från all denna bakgrund. När solen rör sig genom galaxen måste den också röra sig genom ett hav av mörk materia. Och när jorden rör sig runt solen kommer den att plöja snabbare in i havet av mörk materia vissa tider på året och andra gånger långsammare.

Så signalen för mörk materia borde ha en årlig modulering.

Detta är precis vad DAMA/LIBRA-folket säger att de kan se. Den mörka materiens signal når sin topp i maj och försvinner sedan. Och detta är ingen svag preliminär signal – DAMA/LIBRA-folket säger att de statistiska bevisen är så tydliga att det nästan inte finns någon möjlighet att de har fel.

Men de flesta astrofysiker har ignorerat och till och med förlöjligat DAMA/LIBRA-resultatet. Anledningen är att det finns många andra mörk materiedetektorer på botten av andra gruvor runt om i världen som inte ser någonting. Många av dessa anses vara mer tillförlitliga eftersom de skärmar av bakgrundsljud från kosmisk strålning och så vidare.

De borde bara se den mörka materien. Men det gör de inte.

Eller åtminstone gjorde de inte det. För några veckor sedan meddelade ett team med en detektor som heter CoGeNT på botten av en gruva i Minnesota att de hade samlat mycket liknande bevis som DAMA/LIBRA-experimentet. Deras bevis på mörk materia är inte lika statistiskt starka men den är modulerad på exakt samma sätt, och når sin topp i slutet av april eller början av maj.

Idag granskar Dan Hooper vid Fermi National Accelerator Laboratory och Chris Kelso från University of Chicago data från CoGenT och DAMA/LIBRA och säger att de är kompatibla med varandra. Om den sanna fasen når en topp i början av maj, skulle detta representera en modulering som överensstämmer med den som rapporterats av DAMA/LIBRA-samarbetet, säger de.

Det är ett ganska uttalande med tanke på den skepsis som många forskare har visat mot DAMA/LIBRA-teamet.

Men bevisen stannar inte där. Hooper och Kelso säger också att den typ av mörk materia som dessa resultat antyder överensstämmer med andra indirekta bevis på mörk materia som andra experiment har sett. Saker som spektrumet av gammastrålar som observerats av Fermi Gamma Ray-rymdteleskopet och diset som ses av rymdfarkosten WMAP, tros genereras av elektroner nära galaxens mitt som sänder ut fotoner.

Och det kommer mer. Hooper och Kelso säger att ett annat experiment är på gränsen till att publicera detaljerade resultat som backar upp DAMA/LIBRA-CoGenT-påståendena. CRESST-samarbetet har rapporterat observation av ett överskott av händelser som ungefär överensstämmer med det som förväntas från en CoGeNT-liknande mörk materiepartikel.

Så världen av mörk materieforskning har vänts på huvudet på bara några månader. Efter år av negativa rapporter har vi plötsligt en lavin av positiva.

Det gör det till ett intressant ämne inte bara för fysiker utan också för psykologer som också studerar gruppdynamik. Processen genom vilken vetenskapliga idéer blir vetenskapliga fakta har alltid varit grumlig och märklig.

Men sanningen är att den är lika mottaglig för mänskliga svagheter som alla andra verksamhetsområden och därför lika sannolikt att uppleva modeflugor och mode och plötsliga åsiktsförändringar. Det ska bli intressant att se vad vetenskapshistoriker tycker om det här avsnittet.

Ref: http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Implikationer av CoGeNTs nya resultat för mörk materia

Dölj