В 1997 году эксперимент DAMA/NaI зафиксировал сигнал, годичная изменчивость которого указывала на наличие тёмной материи. Несмотря на то что последующие эксперименты DAMA/LIBRA дали аналогичные результаты, заявления о прямом обнаружении тёмной материи вызвали скептицизм в физическом сообществе.
Чтобы проверить эти утверждения независимо, были созданы родственные эксперименты ANAIS-112 и COSINE-100. Они использовали ту же базовую конструкцию, что и DAMA/NaI и DAMA/LIBRA.
В 2021 году было обнаружено, что первый набор данных от ANAIS-112 не содержит такой изменчивости, что временно исключает тёмную материю как причину более ранних наблюдений (см. [Synopsis: Experiment Casts Doubt on Potential Dark Matter Find](https://physics.aps.org/articles/v14/s71)).
Новое исследование, объединяющее данные от ANAIS-112 и COSINE-100, с большей уверенностью исключает объяснение с помощью тёмной материи [1].
Все эксперименты были разработаны для поиска признаков так называемых слабо взаимодействующих массивных частиц, рассеивающихся на ядрах в мишени из йодида натрия. Такой признак должен содержать отчётливую годичную модуляцию, поскольку скорость детектора относительно тёмной материи Млечного Пути меняется, когда Земля вращается вокруг Солнца.
Наблюдения такой модуляции с помощью DAMA/NaI и DAMA/LIBRA не согласуются с другими экспериментами по прямому обнаружению и с модельными предсказаниями. Но воспроизводимость этих наблюдений не была тщательно проверена с использованием идентичных методов.
Эксперименты ANAIS-112 и COSINE-100 позволили провести такую проверку, включив некоторые дополнительные функции, предназначенные для снижения фонового шума и повышения частоты обнаружения событий.
Статистический анализ объединённого набора данных новых экспериментов не показал существенных доказательств годовой модуляции в соответствующих энергетических диапазонах. Этот результат фактически исключает возможность того, что сигнал DAMA/LIBRA связан с тёмной материей.
Хотя исследование не даёт объяснения этому спорному наблюдению, исследователи говорят, что оно позволяет сообществу, занимающемуся изучением тёмной материи, проводить будущие поиски без ограничений, связанных с нерешённым утверждением об обнаружении.
Автор: Rachel Berkowitz
Rachel Berkowitz — ответственный редактор журнала Physics Magazine в Ванкувере, Канада.
[1] — ссылка на источник.