寻找暗物质

对不起对穷人的物理学家在寻找黑暗物质是一个充满异国情调的物质,使得大约四分之一所有物质在空间的相互作用,与其余的宇宙只有通过重力和微弱的相互作用。 而且几乎没有一个星期过去而无一个新的提示的暗物质是不是嘲笑的物理学家,发起边境上的统计误差,然后消失,破坏他们的希望。

搜索黑暗的问题投入了大量的实验,整个字母汤的首字母缩略词,并且每个使用自己的技术和技术。 这样的物理学家不得不寻找一些东西,的确切性质的事情,不知他们。 问题是虽然几个实验检测可能的暗物质,它们是彼此不一致的。 如果你把结果的不同的实验,用不同的颜色上的一个图表,就会看起来像抽象艺术。
 






6年前胡安领从芝加哥大学是充满希望对即将发现的暗物质。 但每个后续的结果,这似乎是,指在一个新的方向。 难怪他的报告中,他开始,稍微改"谋杀绿脚趾":"我们是虚无主义者,我们认为在什么"。

"最后几年我们似乎正在追我们的尾巴说,"科拉尔在一次采访。

好消息是这东西可能正在酝酿之中。 物理学看到迹象在天堂和地下深处,并寻找其他迹象表明,在大型强子对撞机,它也涉及在寻找黑暗的问题。 窃窃私语的暗物质变得更响亮和更多的信号似乎开始收敛。 坏消息是,这些提示仍然不同意,他们每个人都是太不可靠,说凯瑟琳Zurek[凯瑟琳*Zurek]从密歇根大学。 许多物理学家都持怀疑态度的事实的迹象暗物质一般都可以找到。 有些甚至是沉溺于虚无主义,作为科拉尔所说,"这很难不是一个虚无主义者事实上是如何的事件会发展"的。
 

神秘的事项的普通可见的问题--行星、恒星、星系和其他的一切–是只有4.9%的宇宙中的一切. 它的大部分,在68.3%是黑暗能量负责加速膨胀的宇宙。 其余的26.8%是由的暗物质。

如果物理学家不知道到底是什么暗物质是,它的存在,他们相信。 该概念起源于1933年,在弗里茨Zvika分析的速度的星系集群内部,并得出结论,引力施加由可见的物质,不能让一个星系运动在高速行驶时,一代的集群。 十年后,维拉鲁宾和肯特福特找到的另一个证明"暗物质"Zvika,看着星星纺在边缘的星系。 星星有更为缓慢地移动的更远,他们被隔开,从星系的中心,以及外行星的我们的太阳系统缓慢轨道太阳。 相反,外星人移动一样快的星星,这是向中间靠拢,但该星系的分崩离析。 什么要补充的引力。

暗物质是不是唯一的解释。 可能已经要求正确的爱因斯坦的模型的严重性。 它提出了许多备选模式,例如蒙德(修改的牛顿的动态). Ruby自己曾经是倾斜的,并在一次采访中说,在新科学家在2005年,"这是更有吸引力于宇宙中充满了一种新型的起伏的颗粒。"




总质量的星系群的子弹是远远小于大规模的两个云集群组成的热气发光x射线(红色)。 蓝色区域,更大规模的比所有的星系,并云在一起,显示分配的暗物质

但自然的面对我们的审美的偏好。 2006年,一个突出的图像的子弹的集群(1E0657-56)结束对这个问题。 它被看到两个星系团通过彼此和他们的气体发生碰撞,创造一个冲击波在一颗子弹。 分析的结果是令人惊讶的:热气体(普通论),累积了更密集的编队的中心,那里有一个碰撞,并在其他方面积累了什么只能暗物质。 当面对积累的暗物质通过权通过,因为她很少互动与普通的问题。

"我认为在这个阶段,我们可以相信在暗物质的存在,说:"丹*霍伯的,一个物理学家从芝加哥大学。 "据我所知,没有修改的理论的重力无法解释"。

一个领先的候选人为的黑暗物质颗粒分类的弱相互作用巨大的颗粒、懦夫似的另一个亚原子粒子、中微子,而很少与其他问题。 之后发现的希格斯介色子超过一个时代的粒子物理学和公众的注意力转移到一个新的重大发现。 宇宙学家迈克尔*特纳的芝加哥大学说,他认为该十年的十年懦夫。
 

信/噪最论者最初倾向的变一个沉重的懦夫,并认为黑暗物质组成的粒子质量的单100电子伏特。 广大的亚原子粒子测量单位的大量能源、电子伏特。 例如,质量的一个质子是1电子伏特。 但是,最近的证据似乎支持选项的轻微粒,其质量是在7至10电子伏特。 因此,登记他们的直是困难的,因为许多实验依靠的测量的反冲力的核心。

这样的实验都正常进行地下深处,以便更好地筛选出的宇宙射线,这可以很容易混淆的暗物质的信号。 他们都出席了由一个探测器仔细选定目标的材料,例如锗或硅晶体或液体氙气。 然后物理学家期望偶尔冲突的黑暗物质的粒子以及原子核的目标材料。 这应该导致的外观闪烁的光,如果他们明亮的足够,他们将记录探测器。

这意味着,对于检测的颗粒的暗物质,它必须携带足够的能量到的碰撞与核提供一个信号超过阈值的灵敏的检测器。 和轻懦夫将使它不太可能。 尼尔韦纳的纽约大学说的差异在方案的懦夫相同之间的差别碰撞的两个保龄球,乒乓球有一个保龄球. "重粒子动力学是很容易携带这个能量比光,"他说。

作为物理学家在寻找黑暗的事? 看在突发的数据收集的探测器。 信号强度确定的数量的统计标准偏差,或Sigma,从预期背景的价值。 这种指标往往是与一个硬币落在尾几次在一个行。 结果是三个西格玛是一个很大的提示,相当于一个秋天的一侧的一枚硬币的九次行。

许多这些信号的减弱或消失,成为统计学上较不重要的出现新的数据。 黄金标准,用于开–西格玛五,相当于汇合21的尾巴一排。 如果几个人同时扔硬币的,每个人都下降的尾巴几次在一个排或做一些实验,找到信号在三Sigma质量相同的时间间隔甚至是不可能的结果,它成为可能。

一些提示的暗物质是在一个棘手的区域的2.8西格玛。 "这些有希望的结果可以是拒绝一个星期,马修说Buckley自的国家加速实验室。 费米(费米实验室). –但这些事情总是开始一个提示。 当你收集更多的数据,暗示变得更有统计上的显着"。

背景噪声复杂的任务。 "你是在找"信号"。 "背景"是其他一切类似于你的信号,并使得它很难搜索写道,"马太福音的现金,一个物理学家从罗格斯大学大学,在一个博客在七月至2011年。 他随后补充说:"除非你考虑一个小小的背景,然后,它通常会出来的形式附加的低能量的冲突,这将是非常容易回顾懦夫。 换句话说,光暗物质看起来是一样的,因为不正确的信号"。

现金相比较的任务,试图找到一群人在拥挤的房间。 如果你的朋友们穿着相同的明亮的红色外套,以及所有其他衣服的其他颜色,找到信号是很容易的。 如果其他人也会穿着明亮的红色外套的,随机的集群陌生人将隐藏的信号。 想象一下,你误判的人数在红色夹克,或甚至说你是色盲。 在任何这些情况下你会做出错误的结论:那你找到了你的朋友,当事实上的信号将是一个随机人群中的陌生人。
 

证据今天,尽管存在这些问题,各种实验已导致一些有希望的,尽管不一致的结果。 十多年前实验DAMA/LIBRA(暗物质的搜索的探测器在碘化钾与加铊),位于深藏在山上的大萨索d'italia在意大利中部,发现小幅波动,在冲突数量的每一年。 一组科学家声称有检测到的粒子的暗物质形式的光懦夫,与大量的大约10电子伏特。

DAMA/LIBRA

其他的物理学家们表示严重怀疑。 虽然信号在DAMA/LIBRA真的,这可以作为证据的东西。 没有帮助的事实,在另外一个实验,XENON10,位于深处同山,以及未能检测到信号相同能量时间间隔。 同样的事情发生的CDMSII进行的实验在一个很深的矿井在苏丹(soudan),明尼苏达州。 两后者试验不够灵敏的检测信号的能量,如果结果的DAMA/LIBRA做的就是黑暗能量。

另一项实验中,CRESST,记录的信号。 但它不是完全一致的信号,从DAMA/LIBRA,并且其分析没有考虑到所有可能的背景噪音可能模拟所需的信号。 此外,DAMA/LIBRA已经引起刺激性的科学家,拒绝分享获得的数据与公众,使他们能够了解更多信息。

在讨论之间的差别实验,往往激情。 "它发生的你编的报告,关于黑暗事,一切结束在一个战斗,"说巴克利。

但结果的一个意大利的科学家小组已经相当稳定。 科拉尔,以及其他直言不讳批评,已经决定要证明的谬论的发现DAMA/LIBRA,组织实验,称为有说服力的。 2011年,这个计划的崩溃,因为初步分析的有说服力的数据证实的结果。

"我们已经建立一个有说服力,并打算让DAMA,现在突然陷在相同参数的空间,说:"科拉尔的。 然而,因为火灾在我的苏丹,在其实验原始调查结果获得数据的时间跨度只有15个月。 和他们表现出一个信号在2.8西格玛。 现在Colar队分析数据所获得的所有三个半年的实验,应该增加信号–如果它是真实的。




所有说服力的实验

怀疑并没有消失。 结果从CDMSII显示了三个事件从同一区域在10电子伏特。 在两年之前,CDMSII有两个事件相似的黑暗物质,但是经过仔细分析后,他们被拒绝。 在这个时候,"我们有三个明显的事件,说:"Zurek的。

"如果任何人已经看到暗物质,那么它看起来会像完全",她说。 但是,由于这样的事实,他们仍然在2.8Sigma,"没有人会认为,这三个事件的发生是由于黑暗的问题,直到它看到的是别人。" 最新的证据,促使物理学家从XENON10重新考虑他们的分析,并得出结论,他们错误地拒绝了提示灯懦夫中检测到的DAMA/天秤座。

突然,光版本的软弱无力至少是合理的,并支持Hooper进行分析的伽马射线的发射中心的我们的银河系,显示出提示,一个暗物质的信号,对应于变10电子伏特。

但这不是唯一的选择。 懦夫没有有趣的动力–无论什么样的体重,他们都只是最简单的选择暗物质。 可以有几种类型的暗物质的微粒,有不同类型的相互作用,通过黑暗势力,构成一个"黑暗的部门"的宇宙的理论才刚刚开始探索。 韦纳认为,模型中的黑暗力量–"最简单的方法来解释这些异常现象",但是警告说,以前的实验示范仍远。 Zurek同意:"在原则上,我们可以记录任何数量的理论,但是,自然将需要只有一个选择",她说。

我们何时能够知道是否所有这些提示? 也许一年,也许将必须等待更长的时间。 然而,物理学家试图找到暗物质,可能很快就会遇到更务实的限制因素:预算削减。 重要的是寻找各种各样的实验。 "因为我们不知道什么粒子物理学的暗物质的相互作用与正常,几个不同的实验到最小化的机会的缺失,黑暗的事因为错误的选择,如果在一些实验将检测到可以废弃的理论模型更快说,"巴克利。 然而,所有实验都需要将结果报告给该部门的能源的美国,将能够生存下来只有2-3。

"新闻部强加以说,科拉尔的。 多样性是好的,但是钱的数量是有限的。 如果建造的探测器不会带来结果,这将是非常难发现的动机来继续"。 出版

P.S.记住,仅仅通过改变他们的消费—我们一起改变世界了。 ©

资料来源:geektimes.ru/post/286072/

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