DAMA/NaI

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura

DAMA/NaI foi un experimento pioneiro na investigación da presenza de partículas de materia escura[1] no halo galáctico analizando a firma independente da modulación anual. Baséase en que a velocidade da Terra na órbita ao redor do Sol e a velocidade do Sistema Solar con respecto ao centro da galaxia (que en tempos curtos poden ser considerados constantes) varían no tempo, co que a Terra tería que ser exposta a un máis alto fluxo de partículas de materia escura ao redor do 2 de xuño, cando a súa velocidade orbital é engadida á do sistema solar con respecto á galaxia e a un máis pequeno ao redor do 2 de decembro, cando as dúas velocidades teñen sentido contrario. A sinatura de modulación anual é distintiva dado que o efecto inducido por partículas de materia escura teñen que satisfacer moitos requisitos de xeito simultáneo.[2][3] 

Descrición[editar | editar a fonte]

O conxunto experimental foi localizado no subsolo profundo no Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia.

O experimento está constituído por nove cristais de Ioduro de Sodio contaminados con Talio [NaI(Tl)] de baixa radiaoctividade de centelleo de 9,7 kg cada un, cun emprego de 0,29 toneladas por ano.[1] Cada cristal foi faceteado por dous fotomultiplicadores de baixo fondo a través de guías de luz de 10 cm. Os detectores foron instalados no interior dunha caixa selada de cobre con nitróxeno líquido de alta pureza, para illar os detectores do aire con trazas de radon, gas radioactivo. Para reducir o fondo ambiente natural, a caixa de cobre foi encerrada dentro dunha armazón de follas pasiva multicomponente, feita de cobre, chumbo, polietileno/parafina, e cadmio. Unha caixa de plexiglás encerra asemada o conxunto nunha atmosfera de nitróxeno de alta pureza. Un moderador de neutróns de 1 m de formigón rodea a construción.

Resultados[editar | editar a fonte]

O traballo realizouse sobre 7 ciclos anuais (19952002). A presenza de evidencias positivas dun modelo foi informada por primeira vez no outono de 1997 e publicada no comezo de 1998.[4] O documento final co conxunto de resultados foi publicado no 2003, despois de ter reamtado o experimento en xullo de 2002.[2] Diversas investigacións derivadas teñen continuado e asemade están a ser publicadas.[5][6][7][8][9][10][11][12][13]

O modelo-evidencia independente é compatíbel cun conxunto grande de escenarios con respecto á natureza do candidato materia escura e disciplinas realacionadas coa astrofísica, física nuclear e física de partículas.[14] Por exemplo: neutralinos[15][16][17], materia escura inelástica[18], materia escura autointeractiva[19], e neutrinos pesados[20][21] de 4ª xeración.

Foi levada a cabo unha investigación cuantitativa coidadosa de fontes posíbeis de erro sistemático e reaccións laterais, e publicada ó tempo de cada liberación de datos. Non foi atopado ningún efecto sistemático ou reacción lateral a ter tomada en conta para a amplitude de modulación observada e de xeito simultáneo satisfacer todos os requisitos da sinatura.[22]

O experimento tamén obtivo e publicou moitos resultados noutros procesos e/ou aproximacións.

Escepticismo[editar | editar a fonte]

Os resultados negativos desde o XENON Dark Matter Search Experiment parecen contradicir os resultados de DAMA/Nal.[23]

A colaboración COSINE-100 en Corea tratou de confirmar ou refutar a sinal de DAMA, utilizando cristasis semellantes de NaI(Ti). Publicaron os seus resultados en decembro de 2018 en Nature; a súa conclusión foi que os resultados das interaccións WIMP–nucleón son a causa da modulación anual observada pola colaboración de DAMA".[24]

Seguimento[editar | editar a fonte]

DAMA/NaI foi substituído polo experimento de nova xeración DAMA/LIBRA. Estes experimentos son levados a cabo por investigadores italianos e chineses.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 "DAMA Dark Matter Experiment". people.roma2.infn.it. Consultado o 2019-09-01. 
  2. 2,0 2,1 Ye, Z. P.; Ma, J. M.; Kuang, H. H.; Dai, C. J.; Prosperi, D.; Incicchitti, A.; Nozzoli, F.; Montecchia, F.; Cerulli, R. (2003-07-23). "Dark Matter search" (en inglés). 
  3. Bernabei, R.; Belli, P.; Montecchia, F.; Di Nicolantonio, W.; Ignesti, G.; Incicchitti, A.; Prosperi, D.; Dai, C. J.; Ding, L. K. (1999-6). "Performances of the ≃ 100 kg NaI(Tl) set-up of the DAMA experiment at Gran Sasso". Il Nuovo Cimento A (en inglés) 112 (6): 545–575. ISSN 0369-3546. doi:10.1007/BF03035868. 
  4. Bernabei, R; Belli, P; Montecchia, F; Di Nicolantonio, W; Incicchitti, A; Prosperi, D; Bacci, C; Dai, C.J; Ding, L.K (1998-4). "Searching for WIMPs by the annual modulation signature". Physics Letters B (en inglés) 424 (1-2): 195–201. doi:10.1016/S0370-2693(98)00172-5. 
  5. Bernabei, R.; Amato, M.; Belli, P.; Cerulli, R.; Dai, C.J.; He, H.L.; Incicchitti, A.; Kuang, H.H.; Ma, J.M. (2001-6). "Investigating the DAMA annual modulation data in a mixed coupling framework". Physics Letters B (en inglés) 509 (3-4): 197–203. doi:10.1016/S0370-2693(01)00493-2. 
  6. Bernabei, R.; Belli, P.; Cerulli, R.; Montecchia, F.; Amato, M.; Incicchitti, A.; Prosperi, D.; Dai, C.J.; He, H.L. (2002-03-01). "Investigating the DAMA annual modulation data in the framework of inelastic dark matter". The European Physical Journal C - Particles and Fields 23 (1): 61–64. ISSN 1434-6044. doi:10.1007/s100520100854. [Ligazón morta]
  7. Scopel, S.; Fornengo, N.; Cerulli, R.; Belli, P. (2002-03-26). "Effect of the galactic halo modeling on the DAMA/NaI annual modulation result: an extended analysis of the data for WIMPs with a purely spin-independent coupling" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.66.043503. 
  8. Bernabei, R.; Belli, P.; Cappella, F.; Cerulli, R.; Montecchia, F.; Nozzoli, F.; Incicchitti, A.; Prosperi, D.; Dai, C. J. (2004-12). "DARK MATTER PARTICLES IN THE GALACTIC HALO: RESULTS AND IMPLICATIONS FROM DAMA/NaI". International Journal of Modern Physics D (en inglés) 13 (10): 2127–2159. ISSN 0218-2718. doi:10.1142/S0218271804006619. 
  9. Ye, Z. P.; Ma, J. M.; Kuang, H. H.; He, H. L.; Dai, C. J.; Cerulli, R.; Prosperi, D.; Incicchitti, A.; Cappella, F. (2005-11-09). "Investigating pseudoscalar and scalar dark matter" (en inglés). doi:10.1142/S0217751X06030874. 
  10. Giuffrida, G.; Martinez, M.; Ye, Z. P.; Sheng, X. D.; Ma, J. M.; Kuang, H. H.; He, H. L.; Dai, C. J.; Cerulli, R. (2006-04-13). "Investigating halo substructures with annual modulation signature" (en inglés). doi:10.1140/epjc/s2006-02559-9. 
  11. Ye, Z. P.; Sheng, X. D.; Ma, J. M.; Kuang, H. H.; He, H. L.; Dai, C. J.; Cerulli, R.; Prosperi, D.; Incicchitti, A. (2007-06-11). "On electromagnetic contributions in WIMP quests" (en inglés). doi:10.1142/S0217751X07037093. 
  12. Zhang, Y. J.; Wang, R. G.; Ye, Z. P.; Sheng, X. D.; Ma, X. H.; Ma, J. M.; Kuang, H. H.; He, H. L.; Dai, C. J. (2007-10-01). "Possible implications of the channeling effect in NaI(Tl) crystals" (en inglés). doi:10.1140/epjc/s10052-007-0479-0. 
  13. Zhang, Y. J.; Wang, R. G.; Ye, Z. P.; Sheng, X. D.; Prosperi, D.; Nozzoli, F.; Montecchia, F.; Ma, X. H.; Ma, J. M. (2008-02-29). "Investigation on light dark matter" (en inglés). doi:10.1142/S0217732308027473. 
  14. Foot, R. (2004-05-19). "Reconciling the positive DAMA annual modulation signal with the negative results of the CDMS II experiment" (en inglés). doi:10.1142/S0217732304015051. 
  15. Scopel, S.; Fornengo, N.; Bottino, A. (2002-12-27). "Light Relic Neutralinos" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.67.063519. 
  16. Scopel, S.; Fornengo, N.; Donato, F.; Bottino, A. (2003-04-08). "Lower Bound on the Neutralino Mass from New Data on CMB and Implications for Relic Neutralinos" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.68.043506. 
  17. Scopel, S.; Fornengo, N.; Donato, F.; Bottino, A. (2003-07-24). "Light Neutralinos and WIMP direct searches" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.69.037302. 
  18. Weiner, Neal; Tucker-Smith, David (2004-02-06). "The Status of Inelastic Dark Matter" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.72.063509. 
  19. Mitra, Saibal (2004-09-06). "Has DAMA Detected Self-Interacting Dark Matter?" (en inglés). doi:10.1103/PhysRevD.71.121302. 
  20. Khlopov, M. Yu; Damour, T.; Belotsky, K. M. (2002-01-18). "Implications of a solar-system population of massive 4th generation neutrinos for underground searches of monochromatic neutrino-annihilation signals" (en inglés). doi:10.1016/S0370-2693(02)01234-0. 
  21. Konoplich, R. V.; Khlopov, M.; Fargion, D.; Belotsky, K. (2004-11-05). "May Heavy neutrinos solve underground and cosmic ray puzzles?" (en inglés). doi:10.1007/s11450-008-1016-9. 
  22. Bernabei, R.; Belli, P.; Cerulli, R.; Montecchia, F.; Amato, M.; Ignesti, G.; Incicchitti, A.; Prosperi, D.; Dai, C.J. (2000-12). "On the investigation of possible systematics in WIMP annual modulation search". The European Physical Journal C (en inglés) 18 (2): 283–292. ISSN 1434-6044. doi:10.1007/s100520000540. 
  23. Matson, John. "WIMP Wars: Astronomers and Physicists Remain Skeptical of Long-Standing Dark Matter Claim". Scientific American (en inglés). Consultado o 2019-09-01. 
  24. The COSINE-100 Collaboration (2018-12). "An experiment to search for dark-matter interactions using sodium iodide detectors". Nature (en inglés) 564 (7734): 83–86. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/s41586-018-0739-1. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]