Изначально опубликованные в 2013 году и не получившие поддержки со стороны научного сообщества, результаты итальянского эксперимента по поиску темной материи теперь ставятся под вопрос в связи с результатами эксперимента COSINE-100.
Анализ космических данных предполагает, что Вселенная, вероятно, содержит неизвестный тип невидимых субатомных частиц. Темная материя, обладающая дополнительной массой, требуется для объяснения движения звезд в галактиках и процессов, благодаря которым вещество формирует крупные структуры во Вселенной. Несмотря на многочисленные попытки обнаружить это загадочное невидимое вещество, пока что эти частицы не были найдены.
Ученые, участвующие в эксперименте DAMA/LIBRA, расположенном в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии, заявляют об обнаружении убедительных свидетельств взаимодействия темной материи с их измерительным прибором. В свою очередь, эксперимент COSINE-100, используя датчик аналогичного типа, не выявил признаков темной материи. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Nature.
И DAMA, и COSINE ведут поиск частиц темной материи, которые сталкиваются с атомными ядрами в кристаллах йодида натрия. В результате такого столкновения в кристалле должна возникнуть незначительная вспышка света. Однако, земные взаимодействия также могут производить похожие вспышки, как, например, при небольшом количестве радиоактивных элементов.
На протяжении многих лет команда DAMA изучала свои кристаллы в надежде обнаружить признаки темной материи. Исследователи сообщили, по данным исследований, число столкновений в датчике DAMA демонстрирует годовую изменчивость. Ученые связывают эту закономерность с движением Земли через облако темной материи в процессе обращения планеты вокруг Солнца.
Другие исследования также пытались выявить подобные годовые колебания, но не получили подтверждений. Однако в этих работах использовался иной материал для изготовления датчиков. Ученые из Йельского университета полагают, что эксперимент COSINE-100, использующий тот же материал, позволит узнать, благодаря чему DAMA достигает своих результатов.
Исследователи, разрабатывающие COSINE-100, сравнили частоту столкновений, регистрируемую их датчиком, размещенным в подземной лаборатории Яньянь в Южной Корее, с предсказанным количеством реакций от других источников, таких как радиоактивность. Цель заключалась в том, чтобы избежать отслеживания годовых колебаний. В ходе работы команда не выявила сигналов, которые могли бы указывать на наличие темной материи.
Несмотря на это, команда DAMA настаивает на своей правоте. Рита Бернабей, физик из римского университета Тор-Вергата, сообщила, что эксперимент COSINE-100 не повлиял на результаты, зафиксированные установками DAMA.
В дальнейшем ученые, участвующие в эксперименте COSINE-100, планируют проверить заявления команды DAMA о ежегодных изменениях в количестве столкновений.