这周发生的暗物质实验争论
9 五
XENON100的光电倍增管序列(99个光电倍增管组成),用来探测暗物质碰撞反应后的光信号.
就在前几天,XENON100小组在arXiv上贴出了暗物质实验结果的预印本论文(arXiv:1005.0380),这篇文章给之前两个声称找到暗物质证据的小组泼了冷水,但不幸的是,这篇文章同样受到其他研究者的质疑,一场科学界的争论就这么开始了.
周一,XENON100小组第一次公布了他们的暗物质探测器的实验分析结果,他们认为没有证据表明占物质总量接近80%的暗物质是存在的.这次实验中的一个重要参数覆盖了之前DAMA和CoGeNT两个小组的实验检测范围,因此,XENON100小组声称之前两个小组找到的证据应该被排除(对于物理实验,一般说的证据都带有置信度,并非100%确认).但DAMA和CoGeNT小组声称XENON100的分析过程有缺点,他们发现的暗物质证据仍然是可信的.CoGeNT小组甚至要求XENON100撤回他们的论文.
实验介绍:
DAMA实验在意大利的巨石峰实验室( Gran Sasso laboratory)中进行,实验通过暗物质与碘化钠碰撞后产生的现象来检测暗物质,他们发现的暗物质被认为是WIMP(大质量弱相互作用粒子),这儿解释下,暗物质和可见物质一样,是一大类物质的统称,其中WIMP又是暗物质中满足”大质量”和”只发生弱和引力相互作用”的一类.并且他们观测到冬季暗物质碰撞现象比夏季少,解释为因为地球公转的速度方向夏季与暗物质风吹的方向相反,容易碰撞,冬季则相反.DAMA小组于2008年开始公布暗物质的实验数据.
今年早些时候,位于美国明尼苏达州苏丹地下实验室(Soudan underground laboratory)的CoGeNT项目公布了他们的暗物质实验数据,他们的锗探测器中突然出现了成百上千的电荷,这与WIMP碰撞锗原子核后产生的现象一致.
XENON100实验同样位于巨石峰实验室,他们采用的探测器由液态氙组成,比DAMA的碘化钠重,更容易与WIMP碰撞产生现象.(大家不要认为碰撞少是因为暗物质少,主要原因是暗物质不容易和可见物质发生碰撞,多数直接穿了过去.)因为XENON100更对暗物质更敏感,所以只需要几天时间的探测就能抵上DAMA一段时间的探测,而且XENON100是如今世界上背景噪声影响最小的暗物质探测器,因此对暗物质现象的判断最为精确.
XENON100最新的这篇预印本公布了去年一个周期11天的实验结果,没有发现一个WIMP证据,结合实验通过理论计算可以得到WIMP质量的上限,这个上限排除了7GeV~20Gev的低质量WIMP,而这类粒子正是DAMA和CoGeNT发现的暗物质.
三个小组的争论:
但DAMA和CoGeNT认为XENON100在低能端的探测结果不可信,他们认为XENON100对各种质量粒子的探测能力不同,粒子质量越是低,探测率越是弱,因此没办法排除低质量的WIMP的存在可能.
“XENON100有责任明确表明低质量WIMP碰撞发生的可能性是存在的.”CoGeNT的Collar与耶鲁大学的暗物质学家Dan McKinsey在5月6日上传了一篇针对XENON100小组的文章(arXiv:1005.0838).”通过欠缺考虑的分析来否认其他多个暗物质实验获得的相似的结果,我们希望XENON100的研究者们重新考虑下他们的论断.”
DAMA的发言人Rita Bernabei同样否定了XENON100的文章分析结果.”他们的结果没有冲击到DAMA发现的银晕中的暗物质证据.事实上,采用不同材料暗物质实验结果没有一个与模型无关的解释,并且对于不同状况,不同种类的暗物质,实验的精确度也不同.”
但是XENON100的发言人Elena Aprile认为Collar反驳的观点是错误的.”对于我来说最好的答案不是语言,而是实验,我理解他因我们的结果而不好受,他想找任何理由都可以,但是试验的确没找到任何7GeV质量的WIMP,这与他误解并坚持的的观点-探测器的检测率无关.并且我们也完全没理由相信他们的实验结果比我们的精确.”
XENON100的正式论文已经投递到了Physical Review Letters,同时他们也准备在arXiv上发表文章回应批评.
我抢到沙发了，生物这一栏有谁在做么？
虽然我很喜欢天文和物理的东西，不过也想知道生物学家们最近都在干什么
恭喜沙发
,做生物的一个同学最新边实习边在忙论文,很长时间没写了.我去问下看看.
在豆瓣找到你了嘿嘿，主页上可以加一个订阅到“9点”嘛
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