Perkara gelap: tidak dapat dilihat, sukar difahami, kontroversi… dan itu dimana - mana - di Alam Semesta, ya, tetapi terutama di dunia astrofizik, di mana para penyelidik telah berusaha secara mendalam untuk mengungkapkan identiti sebenarnya selama beberapa dekad.
Kini, saintis dengan eksperimen Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) antarabangsa melaporkan pengesanan zarah yang dianggap membentuk bahan gelap: zarah besar yang berinteraksi lemah, atau WIMP. Menurut siaran akhbar dari Texas A&M University (yang mana ahli fizik bertenaga tinggi Rupak Mahapatra adalah penyiasat utama dalam eksperimen) SuperCDMS telah mengenal pasti isyarat seperti WIMP pada tahap 3-sigma, yang menunjukkan kemungkinan 99.8 peratus penemuan sebenarnya - "petunjuk konkrit," seperti yang disebut.
"Dalam fizik bertenaga tinggi, penemuan hanya dituntut pada 5-sigma atau lebih baik," kata Mahapatra. "Jadi ini pasti sangat menggembirakan, tetapi tidak sepenuhnya meyakinkan oleh standard. Kami hanya memerlukan lebih banyak data untuk memastikannya. Buat masa ini, kita harus hidup dengan petunjuk yang menggoda dari salah satu teka-teki terbesar pada masa kita. "
Sekiranya ini benar-benar WIMP, ini akan menjadi kali pertama zarah seperti ini diperhatikan secara langsung, memberi lebih banyak wawasan mengenai perkara gelap itu… atau tidak.
Sangat sukar difahami, WIMP jarang berinteraksi dengan perkara biasa dan oleh itu sukar dikesan. Para saintis percaya bahawa mereka kadang-kadang melambung, atau berselerak seperti bola biliar dari, inti atom, meninggalkan sejumlah kecil tenaga yang dapat dikesan oleh pengesan yang jauh di bawah tanah, collider partikel seperti Large Hadron Collider di CERN dan bahkan instrumen di ruang angkasa seperti Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) dipasang di Stesen Angkasa Antarabangsa.
Eksperimen CDMS, terletak setengah batu di bawah tanah di lombong Soudan di utara Minnesota dan dikendalikan oleh Makmal Pemecut Nasional Fermi National Department of Energy Amerika Syarikat, telah mencari bahan gelap sejak tahun 2003. Eksperimen ini menggunakan teknologi pengesan yang sangat canggih dan analisis lanjutan teknik untuk membolehkan penyejukan kriogenik (suhu sifar hampir mutlak pada -460 darjah F) sasaran germanium dan silikon untuk mencari kejutan zarah bahan gelap yang jarang berlaku.
Pengesanan yang baru diumumkan ini sebenarnya berasal dari data yang diperoleh semasa fasa eksperimen lebih awal.
"Hasil ini adalah dari data yang diambil beberapa tahun yang lalu menggunakan alat pengesan silikon yang dihasilkan di Stanford yang kini tidak berfungsi," kata Mahapatra. "Peningkatan minat di wilayah WIMP berjisim rendah mendorong kami untuk menyelesaikan analisis pendedahan silikon-detektor, yang kurang sensitif daripada germanium untuk massa WIMP di atas 15 giga-elektronvolts [satu GeVa sama dengan satu bilion elektron volt] tetapi lebih sensitif untuk jisim yang lebih rendah. Analisis menghasilkan tiga peristiwa, dan latar belakang yang dianggarkan adalah 0.7 peristiwa. "
Walaupun Mahapatra mengatakan hasilnya pasti menggembirakan dan layak untuk disiasat lebih lanjut, dia mengingatkan bahawa itu seharusnya tidak dianggap sebagai penemuan baru.
"Kami hanya 99.8 persen yakin, dan kami ingin 99.9999 persen pasti," kata Mahapatra. "Pada 3-sigma, anda mempunyai sedikit petunjuk. Pada 4-sigma, anda mempunyai bukti. Pada 5-sigma, anda mempunyai penemuan. "
"Dalam perubatan, anda boleh mengatakan bahawa anda menyembuhkan 99.8 peratus kes, dan itu baik-baik saja. Apabila anda mengatakan bahawa anda telah membuat penemuan asas dalam fizik bertenaga tinggi, anda tidak boleh salah. "
- Dr. Rupak Mahapatra, penyelidik utama SuperCDMS, Texas A&M University
Kerjasama itu akan terus dilakukan untuk menyelidiki sektor WIMP ini dengan menggunakan pengesan germanium operasi eksperimen SuperCDMS Soudan dan sedang mempertimbangkan untuk menggunakan pengesan silikon 6 inci yang lebih besar dan lebih maju yang dikembangkan di Jabatan Kejuruteraan Elektrik Texas A&M pada eksperimen masa depan.
Pasukan ini telah memperincikan hasilnya dalam makalah yang diterbitkan di arXiv yang akhirnya akan muncul dalamHuruf Kajian Fizikal. Mahapatra juga akan mengumumkan hasilnya hari ini pada pukul 12 malam. CDT dalam ceramah di Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy.
Sumber: Universiti Texas A&M
(Baca lebih lanjut mengenai bahan gelap di sini dan di sini.)
