  Detektálták a Föld mozgását a sötét anyag láthatatlan tengerében? |
Olasz kutatók a Gran Sasso földalatti laboratóriumában ismeretlen részecskékre utaló jeleket találtak, melyek lehetséges magyarázata a Föld relatív mozgása a Tejútrendszer sötét anyagában. felhívás  Fizikai Nobel-díjra érdemes felfedezés, vagy a fizikus közösség előtti teljes leszereplés? Olasz kutatók szenzációs, s a szakma által egyelőre rendkívüli kételkedéssel fogadott bejelentést tettek a hipotetikus sötét anyag laboratóriumi detektálásáról. A modern fizika egyik legizgalmasabb kérdése a mindeddig pusztán gravitációs hatásaik révén ismert sötét anyag és sötét energia problémája. Az elképzelések szerint a Világegyetem anyagának és energiájának csak töredéke, mindössze 4 százaléka van jelen általunk is látható, megfigyelhető formában. Körülbelül 20 százaléknyi része az ún. sötét anyag, ami túlságosan kevés információt szolgáltat magáról ahhoz, hogy detektálhatnánk, s eddig a Földön sem sikerült semmilyen nyomát kimutatni. A maradék, legnagyobb rész az ún. sötét energia, melynek hatása a Világegyetem gyorsuló tágulásában mutatkozik meg.
Számítógépes szimuláció a sötét anyag eloszlásáról egy galaxishalmazban. Az elképzelések szerint a galaxisok a sötét anyag sűrűsödési helyein keletkeznek. Olaszországban, az Appeninekhez tartozó Gran Sasso csúcsa alatt található részecskefizikai laboratóriumban működik a DAMA (DArk MAtter) projekt, melynek célja a galaktikus halo sötét anyagából származó részecskék detektálása. A kísérletben több szcintillációs detektort alkalmaznak. Ezek közül az egyik, a körülbelül 100 kg NaI-t tartalmazó DAMA/NaI 2002 júliusa, míg a körülbelül 250 kg nátrium-jodiddal feltöltött DAMA/LIBRA (Large sodium Iodide Bulk for RAre processes) 2003 márciusa óta üzemel. A berendezésekben alkalmazott rendkívül csekély radioaktivitású NaI kristályok szintén alacsony aktivitású, rézből készült kamrákban helyezkednek el. A kristályokban bekövetkezett kölcsönhatási eseményeket felvillanások jelzik, s ezeket a fotonokat fotoelektronsokszorozó csövekkel (PMT) detektálják. A zavaró hatásokat (például a környezeti neutronokat) különböző árnyékoló pajzsokkal, többek között a Gran Sasso szikláinak felhasználásával készült 1 méter vastag betonréteggel próbálják kiküszöbölni. A rézház körül enyhe túlnyomás uralkodik, ami egy háromlépcsős szigetelőrendszer egyik eleme. A berendezések teljes egészében légkondicionáltak, az állandó hőmérséklet tartásában pedig sokat segít a többtonnás, rendkívül nagy hőkapacitású pajzs, amihez a rézházak kapcsolódnak.
A körülbelül 100 kg össztömegű NaI kristályokból álló detektorok kiemelése a DAMA/NaI berendezés belső, csekély radioaktivitású rézből készült kamrájából. A kísérletek során a DAMA/NaI mára már 7 éves ciklust észlelt végig. A mérési adatok Rita Bernabei (Universita de Roma) és munkatársai által elvégzett részletes elemzése azt mutatja, hogy a berendezésben detektált események számának változása nagyon jól követi a galaktikus halo sötét anyagából származó részecskék számának a nyolcvanas évek közepén Freese és munkatársai által megjósolt évi változását. Azt találták ugyanis, hogy a részecskék közötti kölcsönhatási események pontosan egy éves periódussal ingadoznak, gyakorisági maximumuk pedig egybeesik azzal az időszakkal, amikor a Föld Nap körüli keringési sebessége hozzáadódik a Tejútrendszerhez viszonyított keringés sebességéhez, s így több sötétanyag-részecske halad át detektorainkon (és testünkön), mint fél évvel később. A DAMA/LIBRA három évvel rövidebb időszakra kiterjedő, de jóval pontosabb adatai megerősítették ezt az eredményt. A kutatók minden egyéb, hasonló effektust okozó okot ki tudtak zárni, így a két méréssorozat kombinált eredménye magas konfidenciaszinten igazolhatja a sötét anyag jelenlétét. Amennyiben független kísérletek igazolni fogják a DAMA projekt eredményeit, fantasztikus áttörésről lehet szó. Egyelőre ennek azonban semmi jele, s a szakma képviselőinek többsége elutasítja a detektált jelek fenti értelmezését (l. pl. a Cosmic Variance vonatkozó blogbejegyzését). Maguk a kutatók is előzetes eredményként kezelik a több mint tíz éven átívelő méréssorozat feldolgozását, amit mindeddig nem is publikáltak vezető szakmai folyóiratban. Mindenesetre elképzelhető, hogy a galaxisok szerkezetét, nagyléptékű térbeli eloszlását meghatározó hatásokat érzékeny földalatti részecskedetektorok segítségével fogjuk megérteni... Forrás: |
