31 października to Dzień Ciemnej Materii. Tyle o skomplikowanych sprawach: czym jest ciemna materia i gdzie jej szukać

Konstrukt teoretyczny w fizyce zwany Modelem Standardowym opisuje oddziaływania wszystkich cząstek elementarnych znanych nauce. Ale to tylko 5% materii istniejącej we Wszechświecie, pozostałe 95% ma zupełnie nieznany charakter. Czym jest ta hipotetyczna ciemna materia i jak naukowcy próbują ją wykryć? Opowiada o tym w ramach specjalnego projektu Hayk Hakobyan, student MIPT i pracownik Wydziału Fizyki i Astrofizyki.

Model Standardowy cząstek elementarnych, ostatecznie potwierdzony po odkryciu bozonu Higgsa, opisuje podstawowe oddziaływania (elektrosłabe i mocne) znanych nam zwykłych cząstek: leptonów, kwarków i nośników siły (bozonów i gluonów). Okazuje się jednak, że cała ta ogromna, złożona teoria opisuje jedynie około 5-6% całej materii, zaś reszta nie mieści się w tym modelu. Obserwacje najwcześniejszych chwil naszego Wszechświata pokazują nam, że około 95% otaczającej nas materii ma zupełnie nieznany charakter. Innymi słowy, pośrednio widzimy obecność tej ukrytej materii ze względu na jej wpływ grawitacyjny, ale nie udało nam się jeszcze jej uchwycić bezpośrednio. To zjawisko ukrytej masy nosi kryptonim „ciemna materia”.

Współczesna nauka, zwłaszcza kosmologia, działa w oparciu o metodę dedukcyjną Sherlocka Holmesa

Teraz głównym kandydatem z grupy WISP jest aksjon, który powstaje w teorii oddziaływania silnego i ma bardzo małą masę. Taka cząstka jest w stanie zamienić się w parę foton-foton w silnym polu magnetycznym, co daje wskazówki, w jaki sposób można próbować ją wykryć. Eksperyment ADMX wykorzystuje duże komory, które wytwarzają pole magnetyczne o sile 80 000 gausów (czyli 100 000 razy większe niż ziemskie pole magnetyczne). Teoretycznie takie pole powinno stymulować rozpad aksonu na parę foton-foton, który powinny wychwycić detektory. Pomimo licznych prób nie udało się dotychczas wykryć WIMP, aksjonów czy sterylnych neutrin.

W ten sposób przebyliśmy ogromną liczbę różnych hipotez, próbując wyjaśnić dziwną obecność ukrytej masy, i po odrzuceniu wszystkich niemożliwości za pomocą obserwacji dotarliśmy do kilku możliwych hipotez, nad którymi możemy już pracować.

Wynik negatywny w nauce jest również skutkiem, ponieważ daje ograniczenia dotyczące różnych parametrów cząstek, na przykład eliminuje zakres możliwych mas. Z roku na rok coraz więcej nowych obserwacji i eksperymentów w akceleratorach dostarcza nowych, bardziej rygorystycznych ograniczeń dotyczących masy i innych parametrów cząstek ciemnej materii. Zatem odrzucając wszystkie niemożliwe opcje i zawężając krąg poszukiwań, z dnia na dzień jesteśmy coraz bliżej zrozumienia, z czego składa się 95% materii w naszym Wszechświecie.

Obliczenia naukowców wykazały, że 95% Wszechświata składa się z materii, która nie została jeszcze zbadana przez człowieka: 70% to ciemna energia, a 25% to ciemna materia. Zakłada się, że pierwsze reprezentuje pewne pole o niezerowej energii, natomiast drugie składa się z cząstek, które można wykryć i zbadać.

Ale nie bez powodu tę substancję nazywa się masą ukrytą - jej poszukiwania trwają dość długo i towarzyszą gorącym dyskusjom wśród fizyków. Aby udostępnić swoje badania opinii publicznej, CERN zainicjował nawet Dzień Ciemnej Materii, który obchodzony jest po raz pierwszy dzisiaj, 31 października.

Zwolennicy istnienia ciemnej materii przedstawiają dość przekonujące argumenty, potwierdzone faktami eksperymentalnymi. Jej rozpoznanie rozpoczęło się w latach trzydziestych XX wieku, kiedy szwajcarski astronom Fritz Zwicky zmierzył prędkości, z jakimi galaktyki gromady Coma poruszają się wokół wspólnego centrum. Jak wiadomo, prędkość ruchu zależy od masy. Obliczenia naukowca wykazały, że prawdziwa masa galaktyk powinna być znacznie większa od tej ustalonej podczas obserwacji za pomocą teleskopów. Okazało się, że dość duża część galaktyk po prostu była dla nas niewidoczna. Dlatego składa się z materii, która nie odbija i nie pochłania światła.

Drugim potwierdzeniem istnienia ukrytej masy jest zmiana światła przechodzącego przez galaktyki. Faktem jest, że każdy obiekt posiadający masę zniekształca prostoliniową ścieżkę promieni świetlnych. W ten sposób ciemna materia dokona zmian w obrazie świetlnym (obrazie odległego obiektu), który będzie inny niż obraz, który tworzyłaby tylko widzialna materia. Istnieje dziesięć dowodów na istnienie ciemnej materii, ale te dwa są najważniejsze.

© 2012 Miesięczne zawiadomienia autorów Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, 2012 RAS

Zdjęcie gromady galaktyk. Linie pokazują „zarys” ciemnej materii

Chociaż dowody na istnienie ciemnej materii są całkiem przekonujące, nikt jeszcze nie znalazł ani nie zbadał cząstek, które ją tworzą. Fizycy sugerują, że ta tajemnica wynika z dwóch powodów. Po pierwsze, cząstki te mają zbyt dużą masę (odniesioną do energii wzorem E=mc²), przez co możliwości współczesnych akceleratorów są po prostu niewystarczające, aby „urodzić” taką cząstkę. Drugim powodem jest bardzo małe prawdopodobieństwo pojawienia się ciemnej materii. Być może nie możemy go znaleźć dokładnie, ponieważ oddziałuje on niezwykle słabo z ludzkim ciałem i znanymi nam cząsteczkami. Choć ciemna materia jest wszędzie (według obliczeń) i jej cząsteczki dosłownie przelatują przez nas z każdą sekundą, to po prostu jej nie czujemy.

Aby wykryć cząstki ciemnej materii, naukowcy korzystają z detektorów umieszczonych pod ziemią, aby zminimalizować niepotrzebne zakłócenia. Zakłada się, że czasami cząstki ciemnej materii nadal zderzają się z jądrami atomowymi, przekazują im część pędu, wybijają elektrony i powodują rozbłyski światła. Częstotliwość takich zderzeń zależy od prawdopodobieństwa oddziaływania cząstek ciemnej materii z jądrem, ich stężenia oraz prędkości względnej (biorąc pod uwagę ruch Ziemi wokół Słońca). Jednak grupy eksperymentalne, nawet jeśli wykryją jakiś efekt, zaprzeczają, jakoby ciemna materia spowodowała reakcję detektora. I dopiero włoska grupa eksperymentalna DAMA, pracująca w podziemnym laboratorium w Gran Sasso, doniosła o zaobserwowaniu rocznych zmian w szybkości zliczania sygnałów, prawdopodobnie związanych z ruchem Ziemi przez ukrytą masę galaktyczną.

Detektor do wykrywania ciemnej materii

W tym eksperymencie mierzona jest liczba i energia błysków światła wewnątrz detektora na przestrzeni kilku lat. Badacze udowodnili obecność słabych (około 2%) rocznych wahań współczynnika zliczania takich zdarzeń.

Choć włoska grupa śmiało broni rzetelności eksperymentów, opinie naukowców w tej kwestii są raczej niejednoznaczne. Główną słabością wyników uzyskanych przez włoską grupę jest ich unikatowość. Na przykład po odkryciu fal grawitacyjnych zostały one wykryte przez laboratoria na całym świecie, potwierdzając w ten sposób dane uzyskane przez inne grupy. W przypadku DAMA sytuacja jest odmienna – nikt inny na świecie nie może pochwalić się takimi samymi wynikami! Oczywiście nie jest wykluczone, że grupa ta dysponuje potężniejszymi detektorami lub własnymi metodami, jednak ta wyjątkowość eksperymentu budzi wśród części badaczy wątpliwości co do jego wiarygodności.

"Nadal nie da się dokładnie powiedzieć, czego dotyczą dane zebrane w laboratorium w Gran Sasso. W każdym razie grupa z Włoch dostarczyła wynik pozytywny, a nie zaprzeczenie czemuś, co już jest sensacją. Teraz sygnały dotarły trzeba szukać wyjaśnienia. A to stanowi wielką zachętę do rozwoju najróżniejszych teorii, w tym także tych poświęconych stworzeniu modelu masy ukrytej. Ale nawet jeśli naukowiec spróbuje wyjaśnić, dlaczego uzyskane dane w żaden sposób nie są ze sobą powiązane do ciemnej materii, może to wciąż stanowić nowy krok w zrozumieniu Natury. W każdym razie wynik jest taki, że musimy kontynuować prace. Jednak w tej chwili osobiście nie mogę do końca zgodzić się z tym, że odkryto ciemną materię” – komentuje Konstantin Belotsky, czołowy badacz w Zakładzie Fizyki Cząstek Elementarnych na NRNU MEPhI.

Ciemna materia nie emituje i nie pochłania światła, praktycznie nie oddziałuje ze „zwykłą” materią, naukowcom nie udało się jeszcze wychwycić ani jednej „ciemnej” cząstki. Ale bez tego Wszechświat, który znamy, a nawet my sami, nie mogliby istnieć. W Dniu Ciemnej Materii, który obchodzony jest 31 października (fizycy uznali, że to w sam raz na zorganizowanie święta ku czci ciemnej i nieuchwytnej substancji), N+1 zapytał kierownika katedry astrofizyki teoretycznej w Centrum Astrokosmicznym Instytutu Fizycznego Lebiediewa Andrieja Doroszkiewicza o to, czym jest ciemna materia i dlaczego jest tak ważna.

N+1: Na ile dzisiejsi naukowcy są pewni, że ciemna materia naprawdę istnieje?

Andriej Doroszkiewicz: Głównym dowodem są obserwacje fluktuacji kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, czyli wyniki uzyskane przez WMAP i „” statek kosmiczny w ciągu ostatnich 15 lat.

Zmierzyli z dużą dokładnością zaburzenie temperaturowe kosmicznego mikrofalowego tła, czyli kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła. Zakłócenia te zachowały się od czasów rekombinacji, kiedy zjonizowany wodór zamienił się w obojętne atomy.

Pomiary te wykazały obecność bardzo małych wahań, rzędu jednej dziesięciotysięcznej kelwina. Kiedy jednak zaczęli porównywać te dane z modelami teoretycznymi, odkryli istotne różnice, których nie można wytłumaczyć inaczej niż obecnością ciemnej materii. Dzięki temu udało im się obliczyć udział ciemnej i zwykłej materii we Wszechświecie z dokładnością do jednego procenta.

Rozkład materii we Wszechświecie (od lewej do prawej) przed i po pojawieniu się danych z teleskopu Plancka


Naukowcy podejmowali wiele prób pozbycia się niewidzialnej i niezauważalnej ciemnej materii, tworząc teorie zmodyfikowanej grawitacji, takie jak MOND, które próbują wyjaśnić obserwowane efekty. Dlaczego preferowane są modele ciemnej materii?

Sytuacja jest bardzo prosta: współczesna Einsteinowska teoria grawitacji sprawdza się w skali ziemskiej, satelity latają ściśle według tej teorii. I działa to bardzo dobrze w skalach kosmologicznych. A wszystkie nowoczesne modele zmieniające grawitację nie są w stanie wszystkiego wyjaśnić. Wprowadzają do prawa Newtona nowe stałe, które pomagają wyjaśnić wpływ ciemnej materii na poziomie galaktyki, ale nie sprawdzają się w skali kosmologicznej.

Czy odkrycie fal grawitacyjnych mogłoby tu pomóc? Może pomoże to w odrzuceniu niektórych teorii?

To, co zmierzyły obecnie fale grawitacyjne, jest ogromnym sukcesem technicznym, a nie naukowym. O ich istnieniu wiedziano 40 lat temu, kiedy (pośrednio) odkryto promieniowanie grawitacyjne podwójnego pulsara. Obserwacje fal grawitacyjnych po raz kolejny potwierdziły istnienie czarnych dziur, choć wcześniej w to nie wątpiliśmy, teraz mamy mniej lub bardziej bezpośredni dowód.

Forma efektu, czyli zmiany fal grawitacyjnych w zależności od mocy, mogą dostarczyć nam bardzo przydatnych informacji, ale musimy poczekać kolejne pięć do dziesięciu lat, aż będziemy mieli wystarczającą ilość danych, aby udoskonalić teorie grawitacji.

Jak naukowcy dowiedzieli się o ciemnej materii

Historia ciemnej materii rozpoczęła się w 1933 roku, kiedy astronom Fritz Zwicky badał rozkład prędkości galaktyk w gromadzie znajdującej się w gwiazdozbiorze Coma Bereniki. Odkrył, że galaktyki w gromadzie poruszają się zbyt szybko i gdyby wziąć pod uwagę tylko widoczną materię, gromada nie mogłaby być stabilna – galaktyki byłyby po prostu rozproszone w różnych kierunkach.

W artykule opublikowanym 16 lutego 1933 roku Zwicky zasugerował, że łączy je niewidzialna substancja grawitacyjna – Dunkle Materie.

Nieco później inni astronomowie potwierdzili rozbieżność między „widzialną” masą galaktyk a parametrami ich ruchu.

W 1958 roku radziecki astrofizyk Wiktor Ambartsumyan zaproponował rozwiązanie paradoksu Zwicky'ego. Jego zdaniem gromady galaktyk nie zawierają żadnej niewidzialnej materii, która utrzymywałaby je grawitacyjnie. Po prostu obserwujemy klastry w procesie rozpadu. Jednak większość astronomów nie przyjęła tego wyjaśnienia, ponieważ w tym przypadku żywotność gromad nie byłaby dłuższa niż miliard lat, a biorąc pod uwagę, że żywotność Wszechświata jest dziesięciokrotnie dłuższa, do dzisiaj nie byłoby już po prostu gromad.

Ogólnie przyjęte rozumienie ciemnej materii jest takie, że składa się ona z WIMP, czyli masywnych cząstek, które w niewielkim stopniu oddziałują ze zwykłymi cząsteczkami materii. Co możesz powiedzieć o ich właściwościach?

Mają dość dużą masę - i to prawie wszystko, nie możemy nawet podać dokładnej masy. Pokonują duże odległości bez kolizji, ale występujące w nich zaburzenia gęstości nie zanikają nawet w stosunkowo małych skalach – a to jedyne, czego dziś potrzebujemy w modelach.

CMB daje nam charakterystykę ciemnej materii w dużych skalach, w skali gromad galaktyk. Aby jednak „zejść” do skali małych galaktyk, zmuszeni jesteśmy skorzystać z modeli teoretycznych.

Samo istnienie małych galaktyk sugeruje, że nawet w stosunkowo małych skalach istniały nieregularności, które pojawiły się wkrótce po Wielkim Wybuchu. Takie niejednorodności mogą zanikać i wygładzać się, ale wiemy na pewno, że nie blakną w skali małych galaktyk. Sugeruje to, że te cząstki ciemnej materii muszą mieć właściwości umożliwiające utrzymywanie się tych zaburzeń.

Czy słuszne jest twierdzenie, że gwiazdy mogły powstać wyłącznie dzięki ciemnej materii?

Nie bardzo. Bez ciemnej materii galaktyki nie mogłyby powstać, a gwiazdy nie mogłyby formować się poza galaktykami. W przeciwieństwie do ciemnej materii bariony są zawsze gorące i oddziałują z kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła. Dlatego nie mogą niezależnie łączyć się w gwiazdy; grawitacja barionów o masie gwiazdowej nie jest w stanie pokonać ich ciśnienia.

Cząsteczki ciemnej materii działają jak niewidzialny cement, który wciąga bariony do galaktyk, po czym rozpoczyna się w nich proces powstawania gwiazd. Ciemnej materii jest sześć razy więcej niż barionów, ona „prowadzi”, a bariony tylko za nią podążają.


Ksenonowy detektor cząstek ciemnej materii XENON1T

Współpraca z Xenonem100

Czy wokół nas jest dużo ciemnej materii?

Jest wszędzie, pytanie tylko ile tego jest. Uważa się, że w naszej Galaktyce masa ciemnej materii wynosi nieco mniej niż 10 procent.

Ale już w pobliżu Galaktyki jest więcej ciemnej materii, widzimy oznaki jej obecności zarówno wokół naszego, jak i innych układów gwiezdnych. Oczywiście widzimy to dzięki barionom, obserwujemy je i rozumiemy, że „trzymają się” tam tylko dzięki obecności ciemnej materii.

Jak naukowcy szukają ciemnej materii

Od końca lat 80. fizycy prowadzą eksperymenty w obiektach znajdujących się głęboko pod ziemią, próbując uchwycić zderzenia poszczególnych cząstek ciemnej materii. W ciągu ostatnich 15 lat łączna czułość tych eksperymentów wzrosła wykładniczo, średnio podwajając się każdego roku. Dwie duże partnerstwa, XENON i PandaX-II, wprowadziły niedawno na rynek nowe, jeszcze bardziej czułe detektory.

Pierwszy z nich zbudował największy na świecie detektor ciemnej materii, XENON1T. Wykorzystuje 2000-kilogramową tarczę wykonaną z ciekłego ksenonu, umieszczoną w zbiorniku z wodą o wysokości 10 metrów. Wszystko to znajduje się pod ziemią na głębokości 1,4 km w Narodowym Laboratorium Gran Sasso (Włochy). Instalacja PandaX-II jest zakopana na głębokości 2,4 km w chińskiej prowincji Syczuan i zawiera 584 kilogramy ciekłego ksenonu.

W obu eksperymentach wykorzystano ksenon, ponieważ jest on wyjątkowo obojętny, co pomaga utrzymać niski poziom hałasu. Ponadto jądra atomów ksenonu są stosunkowo ciężkie (zawierają średnio 131 nukleonów na jądro), co zapewnia „większy” cel dla cząstek ciemnej materii. Jeśli jedna z tych cząstek zderzy się z jądrem atomu ksenonu, wytworzy słaby, ale zauważalny błysk światła (scyntylację) i powstanie ładunku elektrycznego. Obserwacja nawet niewielkiej liczby takich zdarzeń może dostarczyć nam ważnych wskazówek na temat natury ciemnej materii.

Jak dotąd ani te, ani żadne inne eksperymenty nie były w stanie wykryć cząstek ciemnej materii, ale ta cisza może posłużyć do ustalenia górnej granicy prawdopodobieństwa zderzeń cząstek ciemnej materii ze zwykłymi cząstkami materii.

Czy cząstki ciemnej materii mogą tworzyć skupiska jak zwykłe cząstki materii?

Mogą, ale całe pytanie brzmi: jaka gęstość. Z punktu widzenia astrofizyki galaktyki to obiekty gęste, ich gęstość jest rzędu jednego protonu na centymetr sześcienny, a gwiazdy to obiekty gęste, o gęstości rzędu grama na centymetr sześcienny. Ale różnica między nimi wynosi 24 rzędy wielkości. Zazwyczaj chmury ciemnej materii mają gęstość „galaktyczną”.

Czy wiele osób ma szansę na poszukiwanie cząstek ciemnej materii?

Próbują uchwycić oddziaływania poszczególnych cząstek ciemnej materii z atomami zwykłej materii, tak jak dzieje się to w przypadku neutrin. Ale bardzo trudno je złapać i nie jest faktem, że jest to w ogóle możliwe.

Teleskop CAST (CERN Axion Solar Telescope) w CERN poszukuje hipotetycznych cząstek – aksjonów – które mogłyby tworzyć ciemną materię.

Być może ciemna materia składa się na ogół z tak zwanych cząstek „lustrzanych”, które w zasadzie można zaobserwować jedynie na podstawie ich grawitacji. Hipoteza o drugim „lustrzanym” Wszechświecie została zaproponowana pół wieku temu i jest to swego rodzaju podwojenie rzeczywistości.

Mamy tylko prawdziwe obserwacje z kosmologii.

Wywiad przeprowadził Siergiej Kuzniecow

MOSKWA, 31 października – RIA Nowosti, Olga Kolentsova. Obliczenia naukowców wykazały, że 95% Wszechświata składa się z materii, która nie została jeszcze zbadana przez człowieka: 70% to ciemna energia, a 25% to ciemna materia. Zakłada się, że pierwsze reprezentuje pewne pole o niezerowej energii, natomiast drugie składa się z cząstek, które można wykryć i zbadać. Ale nie bez powodu tę substancję nazywa się masą ukrytą - jej poszukiwania trwają dość długo i towarzyszą gorącym dyskusjom wśród fizyków. Aby udostępnić swoje badania opinii publicznej, CERN zainicjował nawet Dzień Ciemnej Materii, który obchodzony jest po raz pierwszy dzisiaj, 31 października.

Zwolennicy istnienia ciemnej materii przedstawiają dość przekonujące argumenty, potwierdzone faktami eksperymentalnymi. Jej rozpoznanie rozpoczęło się w latach trzydziestych XX wieku, kiedy szwajcarski astronom Fritz Zwicky zmierzył prędkości, z jakimi galaktyki gromady Coma poruszają się wokół wspólnego centrum. Jak wiadomo, prędkość ruchu zależy od masy. Obliczenia naukowca wykazały, że prawdziwa masa galaktyk powinna być znacznie większa od tej ustalonej podczas obserwacji za pomocą teleskopów. Okazało się, że dość duża część galaktyk po prostu była dla nas niewidoczna. Dlatego składa się z materii, która nie odbija i nie pochłania światła.

Drugim potwierdzeniem istnienia ukrytej masy jest zmiana światła przechodzącego przez galaktyki. Faktem jest, że każdy obiekt posiadający masę zniekształca prostoliniową ścieżkę promieni świetlnych. W ten sposób ciemna materia dokona zmian w obrazie świetlnym (obrazie odległego obiektu), który będzie inny niż obraz, który tworzyłaby tylko widzialna materia. Istnieje dziesięć dowodów na istnienie ciemnej materii, ale te dwa są najważniejsze.

© 2012 Miesięczne zawiadomienia autorów Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, 2012 RAS

© 2012 Miesięczne zawiadomienia autorów Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, 2012 RAS

Chociaż dowody na istnienie ciemnej materii są całkiem przekonujące, nikt jeszcze nie znalazł ani nie zbadał cząstek, które ją tworzą. Fizycy sugerują, że ta tajemnica wynika z dwóch powodów. Po pierwsze, cząstki te mają zbyt dużą masę (odniesioną do energii wzorem E=mc²), przez co możliwości współczesnych akceleratorów są po prostu niewystarczające do „narodzin” takiej cząstki. Drugim powodem jest bardzo małe prawdopodobieństwo pojawienia się ciemnej materii. Być może nie możemy go znaleźć dokładnie, ponieważ oddziałuje on niezwykle słabo z ludzkim ciałem i znanymi nam cząsteczkami. Choć ciemna materia jest wszędzie (według obliczeń) i jej cząsteczki dosłownie przelatują przez nas z każdą sekundą, to po prostu jej nie czujemy.

Ciemna materia Wszechświata „traci na wadze” – twierdzą rosyjscy fizycyIlość ciemnej materii we Wszechświecie zmniejszyła się o około 2-5%, co może wyjaśniać rozbieżności w wartościach niektórych ważnych parametrów kosmologicznych w czasach Wielkiego Wybuchu i obecnie.

Aby wykryć cząstki ciemnej materii, naukowcy korzystają z detektorów umieszczonych pod ziemią, aby zminimalizować niepotrzebne zakłócenia. Zakłada się, że czasami cząstki ciemnej materii nadal zderzają się z jądrami atomowymi, przekazują im część pędu, wybijają elektrony i powodują rozbłyski światła. Częstotliwość takich zderzeń zależy od prawdopodobieństwa oddziaływania cząstek ciemnej materii z jądrem, ich stężenia oraz prędkości względnej (biorąc pod uwagę ruch Ziemi wokół Słońca). Jednak grupy eksperymentalne, nawet jeśli wykryją jakiś efekt, zaprzeczają, jakoby ciemna materia spowodowała reakcję detektora. I dopiero włoska grupa eksperymentalna DAMA, pracująca w podziemnym laboratorium w Gran Sasso, doniosła o zaobserwowaniu rocznych zmian w szybkości zliczania sygnałów, prawdopodobnie związanych z ruchem Ziemi przez ukrytą masę galaktyczną.

© Zdjęcie: Współpraca SuperCMDS

W tym eksperymencie mierzona jest liczba i energia błysków światła wewnątrz detektora na przestrzeni kilku lat. Badacze udowodnili obecność słabych (około 2%) rocznych wahań współczynnika zliczania takich zdarzeń.

Choć włoska grupa śmiało broni rzetelności eksperymentów, opinie naukowców w tej kwestii są raczej niejednoznaczne. Główną słabością wyników uzyskanych przez włoską grupę jest ich unikatowość. Na przykład po odkryciu fal grawitacyjnych zostały one wykryte przez laboratoria na całym świecie, potwierdzając w ten sposób dane uzyskane przez inne grupy. W przypadku DAMA sytuacja jest odmienna – nikt inny na świecie nie może pochwalić się takimi samymi wynikami! Oczywiście nie jest wykluczone, że grupa ta dysponuje potężniejszymi detektorami lub własnymi metodami, jednak ta wyjątkowość eksperymentu budzi wśród części badaczy wątpliwości co do jego wiarygodności.

"Nadal nie da się dokładnie powiedzieć, czego dotyczą dane zebrane w laboratorium w Gran Sasso. W każdym razie grupa z Włoch dostarczyła wynik pozytywny, a nie zaprzeczenie czemuś, co już jest sensacją. Teraz sygnały dotarły trzeba szukać wyjaśnienia. A to stanowi wielką zachętę do rozwoju najróżniejszych teorii, w tym także tych poświęconych stworzeniu modelu masy ukrytej. Ale nawet jeśli naukowiec spróbuje wyjaśnić, dlaczego uzyskane dane w żaden sposób nie są ze sobą powiązane do ciemnej materii, może to wciąż stanowić nowy krok w zrozumieniu Natury. W każdym razie wynik jest taki, że musimy kontynuować prace. Jednak w tej chwili osobiście nie mogę do końca zgodzić się z tym, że odkryto ciemną materię” – komentuje Konstantin Belotsky, czołowy pracownik naukowy na Wydziale Fizyki Cząstek Elementarnych w Państwowym Uniwersytecie Jądrowym MEPhI.

Udział