暗黒物質の探索には普通の砂糖が使える

科学者たちは、ショ糖、つまり食卓砂糖の巨大​​な結晶を使って暗黒物質を探す新しい方法を編み出したが、これまでのところ、発見されたのは結果が得られずほろ苦い味だけだった。

私たちは暗黒物質が存在すると信じています。 奇妙な引力 それは銀河に影響を与えているようですが、数十年にわたって暗黒物質粒子の可能性を探してきたにもかかわらず、科学者たちは何も発見できませんでした。これらの探索の多くは、最も有望な暗黒物質の候補の一つであると長い間考えられていた、弱く相互作用する大質量粒子 (WIMP) を探していました。しかし、 最も機密性の高い検索 手ぶらでやって来た。

ほとんどの WIMP 検出器は、通過する暗黒物質粒子が通常の物質と相互作用するときに生成する可能性のある閃光を探しますが、これは粒子が十分に大きく、陽子の質量の約 2 ～ 10,000 倍であることを前提としています。これは暗黒物質の銀河への影響を最も明確に説明するものであるが、仮説とのよりぎこちない一致ではあるが、WIMP がより軽いという可能性もある。

今、 フェデリカ・ペトリッカ ドイツ、ミュンヘンにあるマックス・プランク物理学研究所のDr.らとその同僚は、極度の温度に冷却された砂糖の結晶から作られた検出器を使用して、これらの軽いWIMPを探索した。

非常に軽い WIMP は、水素のような非常に軽い原子と最も明白に相互作用するはずですが、純粋な水素を検出器として使用することは密度が低いため困難であり、相互作用の可能性が低くなります。しかし、スクロースには、各分子に 22 個の水素原子が含まれており、これは純粋な水素よりもはるかに高い密度です。

ペトリッカ氏と彼女のチームは、まず濃縮糖溶液から 1 週間かけてスクロースの結晶を成長させた後、結晶の温度を絶対零度より 1000 分の 7 度まで下げました。次に、超高感度温度計を使用して熱のわずかな増加を、光子センサーを使用して光のフラッシュを探すことで、暗黒物質の相互作用の可能性を観察しました。

研究者らは実験を19時間実施し、砂糖の結晶はより大きな粒子と一致するレベルで発光したが、WIMPによって生成された可能性のある弱い検出は測定しなかった。

砂糖の結晶は、暗黒物質の相互作用の可能性を驚くべき感度で探すように設定されているという。 カルロス・ブランコ ペンシルベニア州立大学では、研究者が軽量の WIMP からの非常に小さな反動を観察できるようにする可能性があります。しかし、この実験が、多くの砂糖に一般的に含まれる放射性炭素14など、結晶を発する他の考えられる原因を効果的に排除できるかどうかは明らかではない。

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