Обнаружить частицы тёмной материи детектору XENON100 не удалось

За сто дней работы специализированный детектор XENON100 не сумел обнаружить частицы тёмной материи. Детектор, построенный по схеме время-проекционной камеры, позволяет локализовать регистрируемые события с миллиметровой точностью по всем пространственным измерениям.

Детектор, построенный по схеме время-проекционной камеры, позволяет локализовать регистрируемые события с миллиметровой точностью по всем пространственным измерениям. Сцинтилляционные сигналы от заполняющих детектор 62 килограммов жидкого ксенона и находящегося над ним газообразного ксенона улавливают 242 фотоэлектронных умножителя. Сама время-проекционная камера установлена в криостате, который поддерживает рабочую температуру в –91 ˚C. Для подавления фона используется пассивная защита из высокочистой меди, полиэтилена, свинца и воды; кроме того, вся сборка, размещённая в подземной итальянской Национальной лаборатории Гран-Сассо, защищена мощным слоем горных пород.

Массив фотоумножителей квадратного сечения, используемых XENON100 (фото XENON100 Collaboration).
Массив фотоумножителей квадратного сечения, используемых XENON100 (фото XENON100 Collaboration).

В мае прошлого года представители коллаборации XENON100 уже объявляли о том, что детектору не удалось зарегистрировать частицы тёмной материи, вимпы. Те данные, впрочем, были основаны на скромной статистике, набранной всего за 11,2 дня работы. Сейчас речь идёт уже о ста рабочих днях, которые пришлись на первую половину 2010-го.

Если быть точным, три события, которые можно классифицировать как результат взаимодействия вимпов с веществом, XENON100 всё же зафиксировал. Ожидаемый фон, однако, составляет 1,8 ± 0,6 события, а потому ценность этих сигналов невелика.

Новые результаты опровергают заявления коллабораций DAMA и CoGeNT, якобы обнаруживших лёгкие вимпы, и позволяют снизить предельную вероятность взаимодействия частиц тёмной материи с веществом. Построенная авторами кривая максимально возможного сечения упругого рассеяния вимпов на нуклонах имеет минимум (7•10–45 см2) на отметке массы вимпа в 50 ГэВ и исключает область параметров, исследуемую DAMA и CoGeNT .

Время-проекционная камера в собранном состоянии (фото XENON100 Collaboration).
Время-проекционная камера в собранном состоянии (фото XENON100 Collaboration).

Препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам ScienceNews.

XENON100, темная энергия, частицы-кандидаты, детектирование темной материи

15 Апреля 2011, 4:00    Den    171209    4

Комментарии (4):

Quater  •  18 April, 17:58

 

       Данное сообщение еще раз подтверждает невозможность обнаружения темной материи в виде неких частиц (ВИМПов). Безуспешные попытки обнаружения темной материи, возможно, объясняются тем,  что ищется не то и не там.
       Откуда  убеждение, что гравитирующая масса (именно так проявляет себя темная материя) порождается только частицами материи? Эйнштейн еще до окончательной формулировки ОТО  указывал на вклад энергии гравитационного взаимодействия объектов материальной системы в массу этой системы : «… компоненты энергии гравитационного поля совершенно так же, как и компоненты энергии материальных объектов, дают вклад в тяжесть и инерцию системы» (Эйнштейн, СНТ т.I, с. 304).
Никто, насколько мне известно, не подверг сомнению это утверждение, но этот вклад, по-видимому, казался столь незначительным, что это утверждение оставалось в ОТО лишь "чисто теоретической изюминкой". Кто-нибудь пытался оценивать вклад гравитационных взаимодействий в массу космических объектов? Вам известно что-либо об этом? Моя оценка вклада гравитационного взаимодействия в массу космических объектов дала совершенно фантастические результаты.
       Если оценивать массу космических объектов как меру их гравитационного воздействия на внешнее пробное тело (т.е. использовать пробное тело для "взвешивания" космических объектов), то оказывается, что масса космических объектов существенным образом зависит от их иерархической структуры. 
       Я показал, в рамках новой СОТО ("Специальной общей" теории относительности http://quater1.narod.ru/Statia_2.htm), что масса (в указанном смысле), например, звездного скопления в 2 раза (в два раза!) больше массы светящегося (видимого) вещества за счет энергии невидимого гравитационного взаимодействия звезд внутри скопления. Далее предлагается грандиозная экстраполяция, состоящая в том, что масса удваивается (c тем же обоснованием) при каждом переходе от одной иерархической структуры к следующей, более высокой. В списке иерархических ступеней распределения вещества Вселенной я выделяю пять таких ступеней (звездные скопления, галактики, скопления галактик, сверхскопления, Метагалактика), т.е. если масса звездного скопления в два раза больше массы светящегося вещества, то масса галактики -- в четыре раза, масса скопления галактик -- в восемь раз, масса сверхскоплений -- в 16 раз, масса Вселенной в 16-32 раза больше массы светящегося вещества. 
       Разумеется, это всего лишь идеализированная схема. Однако, скрытая масса существует, достаточно много фактов говорит об этом. Предлагаемая теория объясняет, по крайней мере качественно (в том смысле, что коэффициент увеличения массы скопления, возможно, и не равен 2 для каждой иерархической структуры, но он заведомо больше единицы), природу скрытой массы, причем эта теория не создавалась специально для этого случая (не ad hoc). Что касается количественных оценок, то современные представления о Вселенной скорее подтверждают, чем опровергают их.
 
den  •  18 April, 19:17

"Никто, насколько мне известно, не подверг сомнению это утверждение, но этот вклад, по-видимому, казался столь незначительным, что это утверждение оставалось в ОТО лишь "чисто теоретической изюминкой". Кто-нибудь пытался оценивать вклад гравитационных взаимодействий в массу космических объектов? Вам известно что-либо об этом? Моя оценка вклада гравитационного взаимодействия в массу космических объектов дала совершенно фантастические результаты."

В  ОТО имеется несколько определений массы, уравнения Фридмана непосредственно следуют из ОТО, и в них всё учтено. $$ M^*=2\int_{V}dV\left(T_{\mu \nu }-\frac{1}{2}Tg_{\mu \nu }\right)u^{\mu }u^{\nu }.$$Так в линейном приближении уравнение Пуассона  имеет вид $$\Delta \Phi = 4\pi G (\rho+3p)$$

Так что влияние энергии самого гравитационного поля все учитывают.

Quater  •  18 April, 21:29

 

Это хорошо, что  ” влияние энергии самого гравитационного поля все учитывают ”, но кто-нибудь из этих ”всех” вспомнил об этом при обсуждении проблемы темной материи, кто-нибудь попытался дать количественную оценку этого вклада? Мне это неизвестно.
 
Я сделал такие оценки  и утверждаю, что этот вклад сравним с массой наблюдаемого светящегося вещества и, в принципе, решает, хотя бы частично, проблему природы темной материи, не требуя  привлечения неких неизвестных и не поддающихся обнаружению частиц материи.
 
den  •  18 April, 23:25

Вы наверное не понимаете, её учитывают. Кроме этого есть ещё много независимых доказательств темной материи. Более того видимого вещества (барионной материи) 4% а тёмной 23% так что и тут у вас несостыковка...

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.