13:22 2022-05-16
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Căutarea materiei întunecate sub-GeV amplificată de raze cosmice folosind date din experimentul PandaX-II
_ Căutarea cosmic- materie întunecată sub-GeV amplificată de raze folosind date din experimentul PandaX-II
Fizicienii din întreaga lume își continuă căutarea materiei întunecate, un tip evaziv de materie care nu absoarbe, reflectă sau emite lumină și se crede că alcătuiesc cea mai mare parte a materiei din univers. Un tip de materie întunecată pe care multe echipe l-au căutat în mod special este materia întunecată sub-GeV, particule de materie întunecată cu mase sub GeV (giga-electron volt).
Colaborarea PandaX-II, o echipă mare de cercetători care lucrează la diferite institute și universități din China, a efectuat recent o căutare a materiei întunecate amplificate de raze cosmice, folosind datele culese de detectorul PandaX-II, situat la Laboratorul subteran China Jinping. Rezultatele lor, publicate în Physical Review Letters (PRL), lărgesc spațiul parametrilor sondați pentru materia întunecată la mase de la 0,1 MeV la GeV.
„Materia întunecată ușoară, cu o masă mai mică decât masa protonului, era de obicei nu a fost sondat în detectarea directă, deoarece nu poate produce un recul nuclear suficient de mare pentru a depăși pragul detectorului”, au spus cercetătorii pentru Phys.org, prin e-mail. „Din fericire, particulele ușoare de materie întunecată din spațiu pot fi lovite de razele cosmice pentru a avea o viteză relativistă. Acest lucru le permite să depășească pragul de detectare directă, așa cum au subliniat pentru prima dată cercetătorii Torsten Bringmann și Maxim Pospelov.”
În studiul lor recent, colaborarea PandaX-II a analizat în mod specific semnalul de modulație diurnă al materiei întunecate, care este „amplificat” de razele cosmice. Pentru a face acest lucru, ei au analizat datele colectate de detectorul PandaX-II în cel mai recent studiu al experimentului.
Analizele lor s-au bazat pe una dintre lucrările lor fenomenologice anterioare, publicată la începutul anului 2021 în PRL. În această lucrare anterioară, echipa a observat, pentru prima dată, că materia întunecată amplificată de raze cosmice care provine în principal din nucleul galaxiei noastre are o semnătură unică de modulație.
„Materia întunecată parcurge o anumită distanță. în interiorul Pământului înainte de a ajunge la detector, care variază drastic de la 2 km la 13000 km, în funcție de rotația Pământului”, au spus cercetătorii. „Cu cât distanța este mai mare, cu atât efectele de atenuare sunt mai puternice.”
Pe baza observațiilor lor, colaborarea PandaX-II a realizat că o combinație a distanței pe care a parcurs-o materia întunecată în interiorul Pământului și a efectelor sale de atenuare a dus la o modulație diurnă unică. În noul lor studiu, ei și-au propus astfel să caute experimental această modulație diurnă, prin analiza datelor reale culese de experimentul PandaX-II.
„Am folosit datele complete, pentru un total de 100 de tone pe zi. , colectate de experimentul PandaX-II din China Jinping Underground Laboratory”, au explicat cercetătorii. „Pe lângă timpul sideral unic, am luat în considerare și distribuția caracteristică a energiei de recul mare a evenimentelor. Aceste două caracteristici distincte sunt folosite pentru a suprima fundalul și pentru a îmbunătăți sensibilitatea semnalului.”
În primul rând, echipa a făcut o serie de consideraţii teoretice. Mai exact, ei au analizat cu atenție distribuțiile materiei întunecate și ale razelor cosmice în galaxia noastră, folosind o serie de modele teoretice.
„Am modelat propagarea materiei întunecate pe Pământ folosind o metodă completă de simulare Monte Carlo, inclusiv un profil detaliat al muntelui Jinping”, a spus colaborarea PandaX-II. „Pentru a evita incertitudinea sistematică asociată cu împrăștierea incoerentă și inelastică prin Pământ, am stabilit o limită de energie la 200 MeV, ceea ce duce la o excludere conservatoare și robustă”.
Recentele analize efectuate de această echipă de cercetători ar putea contribui semnificativ la căutarea materiei întunecate sub-GeV. De fapt, rezultatele lor extind în mod semnificativ spațiul parametrilor sondați pentru materia întunecată de la 0,1 MeV la GeV, acoperind un tip crucial de interacțiuni materie întunecată-nucleon care anterior era inaccesibil sondelor astrofizice și cosmologice.
Folosind același lucru. configurația experimentală și seturile de date folosite în analizele lor anterioare, echipa a reușit să adune informații suplimentare, extinzând în cele din urmă „teritoriul” explorat prin experimente care vizează detectarea directă a materiei întunecate. Colaborarea PandaX desfășoară acum un nou experiment, cunoscut sub numele de experimentul PandaX-4T. Echipa intenționează să efectueze analize suplimentare asupra datelor nou colectate.
„Acest nou experiment este de așteptat să îmbunătățească expunerea cu mai mult de un ordin de mărime și să reducă semnificativ fundalul”, au adăugat cercetătorii. „În următoarele studii, vom folosi noile date pentru a îmbunătăți și mai mult sensibilitatea detectării materiei întunecate luminoase prin intermediul mecanismului de amplificare a razelor cosmice. De asemenea, vom căuta în mod activ canale unice pentru a folosi la maximum datele noastre pentru a căuta noi fizice. fenomene în general.”
© 2022 Science X Network
Comentarii:
Adauga Comentariu