Ένας λεκτικός πόλεμος έχει ξεσπάσει στην κοινότητα της σκοτεινής ύλης μετά την ανακοίνωση της πειραματικής ομάδας XENON100, που αντιτίθεται στον ισχυρισμό ότι η σκοτεινή ύλη έχει εντοπιστεί από δύο άλλα πειράματα. Όμως, λίγο αργότερα η ομάδα XENON100 δέχτηκε κι αυτή επίθεση από άλλους ερευνητές του ίδιου πεδίου.Αυτός ο χάρτης παρουσιάζει την κατανομή της σκοτεινής ύλης που δημιούργησε τον βαρυτικό φακό που παρατηρήθηκε με το τηλεσκόπιο Hubble κατά τη διάρκεια της μελέτης COSMOS
Αρχικά, στην ανακοίνωση της η ομάδα XENON100 δημοσίευσε ανάλυση των πρώτων πειραματικών δεδομένων από τον δικό της ανιχνευτή της σκοτεινής ύλης. Ανέφερε ότι δεν στοιχειοθετείται η εύρεση της σκοτεινής ύλης, η ουσία που θεωρείται ότι αποτελεί πάνω από το 80% της μάζας του σύμπαντος. Το πείραμα χρησιμοποίησε ένα παρόμοιο φάσμα παραμέτρων με τα πειράματα DAMA και CoGeNT – που ψάχνουν κι αυτά την σκοτεινή ύλη – και οι φυσικοί των οποίων είχαν πριν λίγους μήνες υποστηρίξει ότι βρήκαν τις αποδείξεις για την σκοτεινή ύλη. Τελικά, η ομάδα XENON100 κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα αποδεικτικά στοιχεία τόσο του DAMA όσο και του CoGeNT θα μπορούσαν να αποκλειστούν.
Λίγο αργότερα οι φυσικοί από τα πειράματα DAMA και CoGeNTη έβγαλαν ανακοίνωση όπου ισχυρίζονται ότι η ανάλυση των ερευνητών XENON100 είναι προβληματική και ότι οι αρχικές ενδείξεις τους για τη σκοτεινή ύλη δεν θα πρέπει να αμφισβητηθούν. Ζήτησαν δε από την ομάδα του XENON100 να ανακαλέσει την ανακοίνωση της. "Αυτά τα αποτελέσματα δεν μπορούν να τα υπερασπιστούν δήλωσε ο εκπρόσωπος της ομάδας CoGeNT Juan Collar του Πανεπιστημίου του Σικάγου.
Μια ακαριαία λάμψη δείχνει την παρουσία των WIMP’s
Τα τελευταία δύο χρόνια έχουν σημειωθεί πολλά πειράματα με τη σειρά τα αποδεικτικά για τη σκοτεινή ύλη. Το 2008 η συνεργασία DAMA, η οποία βασίζεται στο εργαστήριο στο Gran Sasso στην Ιταλία, διαπίστωσε μια ακαριαία ‘λάμψη’, ενδεικτική των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης – γνωστά ως Ασθενώς Αλληλεπιδρώντων Σωματιδίων με Μάζα, ή WIMP’s – τα οποία αλληλεπίδρασαν με πυρήνες ιωδιούχου νατρίου θαμμένους σε τεράστιους υπόγειους ανιχνευτές. Οι λάμψεις αυτές ήταν λιγότερο συχνές το χειμώνα από ότι το καλοκαίρι, γεγονός που υποδηλώνει ότι η τροχιά της Γης έφερνε περιοδικά τον πλανήτη μας προς ή μακριά του "ανέμου” της σκοτεινής ύλης του Γαλαξία μας.
Αρχές του 2010, η συνεργασία CoGeNT βασισμένη στο υπόγειο εργαστήριο Soudan στη Μινεσότα, ανέφερε περισσότερα προκλητικά στοιχεία. Αυτή είχε καταγράψει εκατοντάδες ‘ριπές’ μέσα σε ένα ανιχνευτή γερμανίου, οι οποίες αντιστοιχούν την αλληλεπίδραση των πυρήνων γερμανίου με WIMPs.
Το πείραμα XENON100 – επίσης με βάση το Gran Sasso – φαίνεται να έχει τη δυνατότητα να διατηρήσει ή να ανατρέψει τα αποτελέσματα αυτά. Χρησιμοποιώντας το υγρό ξένον ως υλικό του ανιχνευτή, που είναι πολύ βαρύτερο από το ιωδιούχο νάτριο και συνεπώς πιο επιρρεπές σε συγκρούσεις με τα WIMP της σκοτεινής ύλης, οι ερευνητές χρειάζεται να λάβουν δεδομένα μόνο για λίγες ημέρες. Επιπλέον, ισχυρίζονται ότι έχει τη χαμηλότερη στάθμη θορύβου από κάθε άλλο πείραμα σκοτεινής ύλης.
Στην ανακοίνωση τους οι ερευνητές του πειράματος XENON100 εξήγησαν πως για μια περίοδο 11 ημερών πέρυσι δεν βρήκαν συγκρούσεις με WIMP. Ειδικότερα, αυτοί περιγράφουν ένα ανώτατο όριο για την πιθανή μάζα των WIMP σε συνάρτηση με την πιθανότητα ή την «ενεργό διατομή» της αλληλεπίδρασης των WIMP. Αυτό το ανώτατο όριο αποκλείει την αρκετά χαμηλή μάζα των wimps μεταξύ 7 και 20 GeV, όπως φαίνεται από τα δύο πειράματα DAMA και CoGeNT.
Όμως, οι φυσικοί των CoGeNT και DAMA πιστεύουνε ότι τα αποτελέσματα του XENON100 είναι αναξιόπιστα σε τόσο χαμηλές ενέργειες. Ισχυρίζονται ότι η αποτελεσματικότητα των ανιχνευτών XENON100 να καταγράψει τις αλληλεπιδράσεις της σκοτεινής ύλης, την οποία η ομάδα XENON100 υπολογίζει να είναι σταθερή, στην πράξη μειώνεται με τη μείωση της ενέργειας. Αν αυτό είναι αλήθεια τότε θα σήμαινε ότι οι ανιχνευτές με το ευγενές αέριο ξένον δεν είναι σε θέση να αποκλείσει τα αποδεικτικά στοιχεία των DAMA και CoGeNT για μικρής μάζας WIMPs.
Προσκαλούμε τους ερευνητές XENON100 να επανεξετάσουν τις απαιτήσεις τους
λέει ο Dan McKinsey, του Πανεπιστημίου του Yale και μέλος του CoGeNT.
λέει ο Dan McKinsey, του Πανεπιστημίου του Yale και μέλος του CoGeNT.
Η Rita Bernabei, εκπρόσωπος της συνεργασίας DAMA, απορρίπτει επίσης τα συμπεράσματα της ομάδας XENON. “Τα αποτέλεσμα της δεν έχει καμία επίπτωση πάνω στα δεδομένα του DAMA για τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης στην γαλαξιακή άλω," λέει.
Η πραγματική δοκιμασία της ανάλυσης της συνεργασίας XENON100 θα αξιολογηθεί σε λίγες μέρες από ειδικούς του Physical Review Letters, όπου οι μετρήσεις τους έχουν υποβληθεί για εξέταση πριν δημοσιευτούν.
