Новости науки "Русского переплета" Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

17.05.2022
12:49

Поиск усиленной космическими лучами sub-GeV темной материи с помощью данных эксперимента PandaX-II

    Физики всего мира продолжают поиски темной материи - неуловимого типа материи, которая не поглощает, не отражает и не излучает свет и, как считается, составляет большую часть материи во Вселенной. Этот тип - sub-GeV (суб-ГэВ), с массой частиц менее ГэВ (гигаэлектронвольт).

    Участники PandaX-II, большая группа исследователей, работающих в различных институтах и университетах Китая, недавно провела поиск темной материи, усиленной космическими лучами, используя данные, собранные детектором PandaX-II, расположенном в Китайской подземной лаборатории имени Цзиньпина. Их результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters (PRL), расширяют зондируемое пространство параметров темной материи до масс от 0,1 МэВ до ГэВ.

    «Легкая темная материя, с массой меньше массы протона, обычно не исследовалась прямым детектированием, поскольку она не может произвести достаточно большую ядерную отдачу, чтобы превысить порог детектора», - сообщили исследователи. «К счастью, легкие частицы темной материи в космосе могут быть разогнаны космическими лучами до релятивистской скорости. Это позволяет им преодолеть порог прямого обнаружения, на что впервые указали исследователи Торстен Брингманн и Максим Поспелов».

    В своем последнем исследовании объединение PandaX-II, в частности, рассматривала сигнал суточной модуляции темной материи, который «усиливается» космическими лучами. Для этого они проанализировали данные, собранные детектором PandaX-II в ходе последнего испытания.

    Их анализ основывался на одной из предыдущих феноменологических работ, опубликованной в начале 2021 года в PRL. В этой работе команда впервые заметила, что темная материя, усиленная космическими лучами и исходящая в основном из ядра нашей галактики, имеет уникальную сигнатуру модуляции.

    «Темная материя проходит определенное расстояние внутри Земли, прежде чем достичь детектора, это расстояние резко варьируется от 2 км до 13000 км, в зависимости от вращения Земли», - сказали исследователи. «Чем больше расстояние, тем сильнее эффект затухания».

    Основываясь на своих наблюдениях, сотрудники PandaX-II поняли, что сочетание расстояния, которое темная материя проходит внутри Земли, и эффекта затухания приводит к уникальной суточной модуляции. В своем новом исследовании они задались целью экспериментально найти эту суточную модуляцию, анализируя реальные данные, собранные в ходе эксперимента PandaX-II.

    «Мы использовали данные, объём которых, в общей сложности, составляет 100 тонн за день, собранные в ходе эксперимента с PandaX-II в Китайской подземной лаборатории Цзиньпин», - пояснили исследователи. «В дополнение к уникальному звездному времени мы также рассмотрели характерное распределение энергии высокой отдачи событий. Эти две отличительные особенности используются для подавления фона и улучшения чувствительности сигнала».

    Сначала команда провела ряд теоретических расчетов. В частности, они тщательно рассмотрели распределение темной материи и космических лучей в нашей галактике, используя ряд теоретических моделей.

    «Мы смоделировали распространение темной материи в Земле, используя полный метод симуляции Монте-Карло, включая подробный профиль горы Цзиньпин», - говорится в сообщении объединения PandaX-II. «Чтобы избежать систематической неопределенности, связанной с некогерентным и неупругим рассеиванием через Землю, мы установили энергетическую отсечку на уровне 200 МэВ, что привело к стабильному и надежному исключению».

    Последние исследования, проведенные группой учёных, могут внести значительный вклад в поиск sub-GeV темной материи. Фактически, их результаты значительно расширяют пространство параметров для темной материи от 0,1 МэВ до ГэВ, охватывая важнейший тип взаимодействий темной материи с нуклонами, который ранее был недоступен для астрофизических и космологических исследований.

    Используя ту же экспериментальную установку и наборы данных, которые применялись в предыдущих экспериментах, команде удалось получить дополнительные сведения, что в конечном итоге расширило «территорию» изучения для обнаружение темной материи. В настоящее время PandaX проводит новый эксперимент, известный как PandaX-4T. Команда планирует провести дальнейший анализ вновь собранных данных.

    «Ожидается, что этот новый эксперимент улучшит экспозицию более чем на порядок и значительно уменьшит фон», - добавили исследователи. «В наших будущих исследованиях мы будем использовать новые данные для углублённого изучения чувствительности к свету темной материи с помощью механизма усиления космического излучения. Мы также будем активно искать уникальные каналы для максимального использования наших данных для поиска явлений новой физики в целом.»

    По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220517085715

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100