Materi gelap: tidak terlihat, sulit dipahami, kontroversial ... dan itu dimana mana - di Semesta, ya, tetapi terutama di dunia astrofisika, di mana para peneliti telah berusaha keras untuk mengungkapkan identitas aslinya selama beberapa dekade.
Sekarang, para ilmuwan dengan percobaan Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) internasional melaporkan deteksi partikel yang dianggap membentuk materi gelap: partikel masif yang berinteraksi lemah, atau WIMP. Menurut siaran pers dari Texas A&M University (fisikawan berenergi tinggi Rupak Mahapatra adalah peneliti utama dalam percobaan) SuperCDMS telah mengidentifikasi sinyal mirip-WIMP pada tingkat 3-sigma, yang menunjukkan peluang 99,8 persen dari penemuan aktual - "petunjuk nyata," begitu sebutannya.
"Dalam fisika energi tinggi, sebuah penemuan hanya diklaim pada 5-sigma atau lebih baik," kata Mahapatra. “Jadi ini tentu sangat menarik, tetapi tidak sepenuhnya meyakinkan oleh standar. Kami hanya perlu lebih banyak data untuk memastikan. Untuk saat ini, kita harus hidup dengan petunjuk menggoda dari salah satu teka-teki terbesar di zaman kita. ”
Jika ini benar-benar WIMP, itu akan menjadi pertama kalinya partikel seperti itu diamati secara langsung, memberikan lebih banyak wawasan tentang apa itu materi gelap ... atau bukan.
Terkenal sulit dipahami, WIMP jarang berinteraksi dengan materi normal dan karenanya sulit dideteksi. Para ilmuwan percaya mereka kadang-kadang terpental, atau menyebar seperti bola bilyar dari, inti atom, meninggalkan sejumlah kecil energi yang dapat dilacak oleh detektor jauh di bawah tanah, pengadu partikel seperti Large Hadron Collider di CERN dan bahkan instrumen di ruang seperti Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) dipasang di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Eksperimen CDMS, yang terletak setengah mil di bawah tanah di tambang Soudan di Minnesota utara dan dikelola oleh Laboratorium Akselerator Nasional Fermi Departemen Energi Amerika Serikat, telah mencari materi gelap sejak 2003. Eksperimen ini menggunakan teknologi detektor yang sangat canggih dan analisis canggih teknik untuk mengaktifkan target germanium dan silikon yang didinginkan secara kriogenik (hampir nol suhu absolut pada -460 derajat F) untuk mencari recoil langka partikel materi gelap.
Deteksi yang baru diumumkan ini sebenarnya berasal dari data yang diperoleh selama fase awal percobaan.
"Hasil ini berasal dari data yang diambil beberapa tahun yang lalu menggunakan detektor silikon yang diproduksi di Stanford yang sekarang mati," kata Mahapatra. “Meningkatnya minat pada wilayah WIMP massa rendah memotivasi kami untuk menyelesaikan analisis paparan detektor silikon, yang kurang sensitif dibandingkan germanium untuk massa WIMP di atas 15 giga-elektronvolt [satu GeVa sama dengan satu miliar volt elektron] tetapi lebih sensitif untuk massa yang lebih rendah. Analisis menghasilkan tiga peristiwa, dan latar belakang diperkirakan adalah 0,7 peristiwa. "
Meskipun Mahapatra mengatakan hasilnya pasti menggembirakan dan layak untuk diselidiki lebih lanjut, ia memperingatkan bahwa itu tidak boleh dianggap sebagai penemuan dulu.
"Kami hanya 99,8 persen yakin, dan kami ingin 99,9999 persen yakin," kata Mahapatra. “Pada 3-sigma, Anda memiliki petunjuk tentang sesuatu. Pada 4-sigma, Anda memiliki bukti. Pada 5-sigma, Anda memiliki sebuah penemuan. "
"Dalam kedokteran, Anda bisa mengatakan Anda menyembuhkan 99,8 persen dari kasus, dan itu tidak masalah. Ketika Anda mengatakan telah membuat penemuan mendasar dalam fisika energi tinggi, Anda tidak mungkin salah. "
- Dr. Rupak Mahapatra, peneliti utama SuperCDMS, Universitas A&M Texas
Kolaborasi ini akan terus menyelidiki sektor WIMP ini menggunakan detektor germanium SuperCDMS Soudan yang sedang bereksperimen dan sedang mempertimbangkan untuk menggunakan detektor silikon 6-inci lebih besar yang dikembangkan di Departemen Teknik Elektro Texas A&M dalam percobaan selanjutnya.
Tim telah merinci hasilnya dalam makalah yang diterbitkan di arXiv yang akhirnya akan muncul diSurat Tinjauan Fisik. Mahapatra juga akan mengumumkan hasilnya hari ini pukul 12 malam. CDT dalam ceramah di Institut Mitchell untuk Fisika Dasar dan Astronomi.
Sumber: Universitas A&M Texas
(Baca lebih lanjut tentang materi gelap di sini dan di sini.)
