مشاهداتی که فیزیکدانان تاکنون نتوانسته اند تکرار کنند ، می تواند نتیجه داده های تفسیر نادرست باشد.
- داوید کاستلوچچی
- داوید کاستلوچچی
همچنین می توانید این نویسنده را در PubMed Google Scholar جستجو کنید
برای گرفتن ماده تاریک ، ماژول های حاوی بلورهای سدیم یدید در داخل ردیاب Cosine-100 در کره جنوبی قرار می گیرند. این آزمایش از سال 2016 شروع به کار کرد. اعتبار: همکاری Cosine-100
فیزیکدانان نشان داده اند که یک آزمایش زیرزمینی در کره جنوبی می تواند بسته به نحوه برش داده های آن ، ماده تاریک را از طریق زمین جریان دهد - یا نه. این نتایج بر ادعای چند دهه ای که آزمایش دیگری در حال کشف ماده مرموز بوده است ، شک داشت.
آخرین مطالعه ، که در سرور Arxiv Preprint در تاریخ 10 اوت منتشر شده است ، گزارش می دهد که نوع خاصی از تجزیه و تحلیل داده ها توسط ردیاب Cosine-100 می تواند نوسانات فصلی را در نتایج ایجاد کند. فیزیکدانان نوسان مشابهی را به عنوان امضای ماده تاریک پیشنهاد کرده بودند ، چیزهای نامرئی اما فراگیر تصور می شد پنج برابر در جهان از ماده معمولی فراوان تر است.
نیکولا روسی ، یک فیزیکدان ذرات آزمایشی در آزمایشگاه ملی Gran Sasso در نزدیکی L'Aquila ، ایتالیا ، می گوید: "اگر روش اشتباه را اعمال کنید ، می توانید در داده های آنها نوسانات را مشاهده کنید."در سال 2020 2.
سیگنال ماده تاریک
بیش از دو دهه ، آزمایشی که اکنون با نام DAMA/LIBRA شناخته می شود ، که در آزمایشگاه ملی Gran Sasso نیز هست ، سالانه نوسانات را در گرگرفتگی های ثبت شده توسط کریستال های یدید سدیم از آشکارساز آن 3 گزارش می دهد. تعداد این وقایع در ماه ژوئن و پایین در ماه دسامبر به اوج خود می رسد ، دقیقاً همانطور که فیزیکدانان انتظار داشتند اگر ذرات ماده تاریک از راه شیری رنج می برند. به این دلیل است که ، همانطور که زمین به خورشید می چرخد ، سرعت آن در قله های کهکشان در ماه ژوئن ، به طوری که ذرات بیشتری از هاله ماده تاریک در آن زمان به ردیاب داما/ترازو ضربه می زنند-درست همانطور که تعداد بیشتری از حشرات پرنده به شیشه جلو اتومبیل برخورد می کنند. وقتی ماشین سریعتر حرکت می کند.
رمز و راز سیگنال ماده تاریک با تلاش های تکثیر عمیق تر می شود
اما هیچ یک از آزمایش های ماده تاریک دیگر-بر اساس فن آوری های مختلف دیگر-تاکنون سیگنال های سازگار با DAMA/LIBRA را ندیده است. بنابراین ، برای ادعای آزمایش نهایی ، در اواسط سال 2010 ، فیزیکدانان شروع به ساخت ردیاب های ساخته شده از همان نوع کریستال یدید سدیم کردند. نتایج اولیه از دو مورد از این آزمایشات ، آزمایشگاه زیرزمینی Cosine-100 Yangyang در کره جنوبی و ANAIS-112 در آزمایشگاه زیرزمینی Canfranc در پیرنه اسپانیا ، نتوانست اثر شیشه جلو را تولید کند.
حتی اگر بیشتر جامعه فیزیک نتایج DAMA/LIBRA را به عنوان احتمالاً فریبنده تخفیف داده بود ، این سؤال که چرا آزمایش ایتالیایی شاهد یک دوره دوره ای دوره ای در رویدادهای ضبط شده خود بود ، باقی مانده است. با گذشت سالها ، این همکاری به طور قانع کننده تعدادی از توضیحات پیشنهادی را رد کرده است.
پس زمینه تغییر
در سال 2020 ، هنگام خواندن مقالات توسط همکاری DAMA/LIBRA ، روسی و همکارانش متوجه شدند که نوسانات گزارش شده فقط مواردی است که بر روی یک "پیشینه" فرضی از وقایع رخ داده است که این تیم به عنوان آثار باستانی آزمایشی تخفیف می دهند ، مانند منابع رادیواکتیویته در این رادیو فعالیتآزمایشگاه یا در خود ردیاب.
اما روسی و همكارانش نوشتند كه این می تواند "رویکرد خطرناك" باشد ، مگر اینکه پیشینه در طول سال کاملاً ثابت باشد ، این می تواند "یک رویکرد خطرناک" باشد. اثر شیشه جلو اتومبیل باید یک اصطلاح سینوسی را به پس زمینه اضافه کند. اما روش دقیق مدل سازی و تفریق پس زمینه می تواند بر نحوه تفسیر داده ها تأثیر بگذارد و به طور بالقوه یک سیگنال ماده تاریک را ایجاد کند.
برای تفریق چشمکهای پس زمینه ، تیم DAMA/LIBRA به طور متوسط هر سال آنها را بیرون می آورد ، که می توانست تعداد وقایع باقیمانده مانند یک موج اره را به نظر برساند. و از آنجا که نقاط داده های زندگی واقعی پر سر و صدا است ، می تواند آسان باشد ، راسی و همکارانش در گزارش سال 2020 خود نوشتند تا نوسانات را با نوع موج سینوسی که از ماده تاریک انتظار می رود اشتباه بگیرند. محققان همچنین از داده های شبیه سازی شده استفاده کردند تا نشان دهند که اگر تعداد فلاش های پس زمینه به آرامی با گذشت زمان افزایش یابد ، می توانند یک سیگنال تقلبی تیره ایجاد کنند.
نتیجه بازسازی شد
همکاری Cosine-100 اکنون تجزیه و تحلیل مشابهی از داده های دنیای واقعی جمع آوری شده توسط کریستال های آن انجام داده است. هیون سو لی ، فیزیکدان در انستیتوی علوم پایه در داجئون ، کره جنوبی ، می گوید: "ما می توانیم با تجزیه و تحلیل خود یک سیگنال شبیه DAMA ایجاد کنیم ، اما زمان ما برعکس است."100. به عبارت دیگر ، همانطور که پیش زمینه های آزمایش مستقر در کره جنوبی به طور طبیعی کاهش می یابد ، تعداد "ماده تاریک" آن در اوایل ماه دسامبر بالاترین و پایین ترین اوایل ژوئن است.
این یک معضل باقی می گذارد. ردیاب های ماده تاریک و سایر آزمایشات فیزیک اغلب باید با ناخالصی در مواد رادیواکتیو خود مقابله کنند ، اما از آنجا که این سن و ایزوتوپهای رادیواکتیو از بین می روند ، پس زمینه تمایل به ساکت تر و بلندتر می شود. لی می گوید: "افزایش پیشینه بسیار غیر طبیعی است."با این وجود ، روسی و تیمش پیشنهاد می کنند که برخی از تأثیرات ، مانند ناخالصی های رادیواکتیو که به آرامی از بیرون به داخل ردیاب می ریزند ، می توانند در اصل باعث ایجاد اثر در زمینه عقب نشینی شوند.
در هر صورت ، این که تجزیه و تحلیل داده ها یک نوسان فریبنده را ایجاد کرده است "من را به عنوان یک توضیح بالقوه خوب-و حتی احتمالاً-توضیح" برای ادعاهای DAMA/LIBRA ایجاد می کند. ایلینویز
ادعای بحث برانگیز ماده تاریک با آزمایش نهایی روبرو است
از آنجا که ردیاب DAMA/LIBRA ده ها سال پیش ساخته شده است و از آن زمان تاکنون در زیر زمین نگهداری می شود ، پیشینه های رادیواکتیو نسبت به آزمایش های اخیراً ساخته شده پایدار هستند. وی می افزاید: "اگر سهم فرضیه کوچکی از میزان کاهش وجود داشته باشد ، ممکن است دامنه مدولاسیون مشاهده شده را کاهش دهد ، اما هرگز همانطور که مشاهده می کنیم ، سیگنال مثبتی ایجاد نمی کند."این همکاری همچنین استدلال های گروه راسی را در مقاله 4 مورد توبیخ قرار داده است که فرضیات آنها را "غیرقابل تحقق" می نامد و نتیجه گیری های آنها "بی ارزش" است.
جامعه فیزیک بارها و بارها از تیم DAMA/LIBRA خواسته است تا اطلاعات خود را بیشتر و به ویژه ، تعداد کل فلاش ها را فاش کند. برنابی می گوید این "هیچ اطلاعات مفیدی اضافه نمی کند."روسی می گوید: اما شفافیت اضافه شده می تواند به نفع همکاری باشد: اگر تعداد پس زمینه کامل به موقع ثابت باشد ، به ادعای تیم مبنی بر دیدن نوسانات سینوسی ، اعتبار می بخشد. هوپر می گوید: "اگر همکاری DAMA بازتر بود ، می توانست مدتها پیش فهمیده شود."
در همین حال، تلاش‌ها برای تکرار تشخیص‌های ماده تاریک ادامه دارد. سخنگوی ماریا لوئیزا سارسا از دانشگاه ساراگوزا در اسپانیا می‌گوید در اوایل این ماه، ANAIS-112 پنج سال جمع‌آوری داده‌ها را تکمیل کرد و در حال کار بر روی تجزیه و تحلیل است. داده ها به اندازه کافی حساس هستند که به طور بالقوه می توانند نتیجه DAMA/LIBRA را با اطمینان آماری بالا حذف کنند. در چند سال، این اطمینان می تواند به پنج انحراف استاندارد برسد، که معمولاً آستانه ای است برای اینکه یک نتیجه فیزیک ثابت در نظر گرفته شود.
منابع
آدیکاری، جی و همکاران. پیش چاپ در https://arxiv. org/abs/2208. 05158 (2022).
Buttazzo، D.، Panci، P.، Rossi، N. & Strumia، A. J. High Energy Phys. 2020، 137 (2020).
برنابعی، ر. و همکاران. هستهفیزیکدرانرژی 22، 329-342 (2021).
برنابعی، ر.، و همکاران. Prog. قسمتهستهفیزیک114، 103810 (2020).
