Темная материя

Эксперимент опроверг гипотезу об обнаружении темной материи

Выпускница Йельского университета провела статистический анализ, который ставит точку в 30-летнем споре физиков. Объединенные данные двух независимых экспериментов не нашли следов годовой модуляции, связанной с частицами темной материи.
Автор Наука Mail
DAMA/LIBRA
Эксперименты были разработаны для поиска признаков рассеяния детектора на основе йодида натрия (DAMA/NaI) на кандидате в темную материюИсточник: Йельский университет

Совместный анализ данных экспериментов COSINE-100 и ANAIS-112 не подтвердил связь наблюдаемого сигнала с темной материей. Исследование проведено Софией Холлик (Ph.D. '25) из группы профессора Рейны Маруямы.

В 1997 году эксперимент DAMA/NaI в итальянской лаборатории Гран-Сассо зафиксировал сигнал, годовая изменчивость которого указывала на существование темной материи. Последующий эксперимент DAMA/LIBRA дал схожие результаты, однако физическое сообщество отнеслось к этим заявлениям со скептицизмом.

Для проверки были созданы две установки с той же базовой схемой на йодиде натрия: COSINE-100 (Южная Корея, запуск в 2016 году) и ANAIS-112 (Испания, запуск в 2017 году). Профессор Маруяма выступает главным исследователем коллаборации COSINE-100. Оба детектора искали признаки рассеяния кандидата в темную материю, которые должны проявляться в виде годовой модуляции из-за движения Земли вокруг Солнца.

Иллюстрация темной материи
Наборы данных с ANAIS-112 и COSINE-100, полученные независимо друг от друга, не содержат подобной изменчивости, что предварительно исключает темную материю как причину более ранних наблюденийИсточник: cdn.mos.cms.futurecdn.net

Первоначально наборы данных с ANAIS-112 и COSINE-100, полученные независимо, не показали подобной изменчивости. В диссертации Холлик 2025 года данные объединили. Статистический анализ объединенного массива не выявил существенных признаков годовой модуляции в соответствующих энергетических областях.

София Холлик пояснила: «Эти результаты положат конец давним, почти 30-летним, спорам об источнике сигнала DAMA/LIBRA. Из-за невоспроизводимости сигнала в COSINE-100 и ANAIS-112 модуляцию нельзя отнести к темной материи».

Исследователи признают, что происхождение сигнала DAMA остается неизвестным. Однако физическое сообщество теперь может сосредоточиться на поиске новых сигналов, а не на проверке старого заявления. Профессор Маруяма отметила, что детекторы на йодиде натрия будут использоваться для изучения темной материи малой массы. 

Ранее подземная лаборатория преодолела главный барьер для поисков темной материи.