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ダークマター検出の現状について・その2


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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2020/3/13 22:16 | 最終変更
entangle1  半人前   投稿数: 87
4月号の「日経サイエンス」にも紹介されていた「フェルミラボの従来にはないダークマター探索計画」です。

・MAGIS-100:暗黒物質、重力、量子科学を調査する自由落下の原子
https://translate.google.com/translate?hl=ja&sl=en&u=https://news.fnal.gov/2019/09/magis-100-atoms-in-free-fall-to-probe-dark-matter-gravity-and-quantum-science/&prev=search

『Fermilabの深さ100メートルのシャフト-何年も前にニュートリノ実験用に建設されたもの-は、暗黒物質と重力波の性質を調査する新しい量子実験の拠点になります。

MAGIS-100コラボレーションの科学者は、原子のグループを真空管に落とし、レーザー光を照射し量子物理学の側面を探ります。
この実験の目的は、超軽量の暗黒物質粒子の存在を明らかにし、以前に検出されたよりも低い周波数の重力波を検出する道を開くことです。』

すでに先行している10mサイズでの自由落下実験装置で・・・
『「私たちは、人間のスケールで原子を操作し、ほぼ人間の身長の分離を達成します」とフェルミラボの科学者ロニ・ハーニックは説明しました。
「これは今までに行われたことがありません。」』

『とらえどころのない粒子の検索
暗黒物質の重力効果は、1930年代後半から観察されています。
今日、科学者は、私たちが毎日目にする種類の発光物質が、宇宙の物質のわずか5分の1を占めるのみであることを知っています。
ダークマターが残りを構成しますが、科学者はまだその構成要素を直接観察していません。

最も一般的な理論では、ダークマターはとらえどころのない、めったに相互作用しない粒子と見なされます。
暗黒物質の研究の多くは、弱く相互作用する大粒子、つまりWIMPに焦点を当てています。
これは通常、陽子よりも重いと理論化されています。
しかし、科学者は他の可能性を考慮して検索を拡大しました。
(↑現状は、なかなか探索している質量範囲の中にダークマターの粒子が見つからないので、質量の軽い方にも再び注目が集まっている、という状況です。)

MAGIS-100は、重量がWIMPよりはるかに少ない超軽量の暗黒物質候補を探します。
そのような粒子の例は、ニュートリノの質量よりも軽い重さの仮定されたアクシオンであり、何十年もの間、質量がないと考えられていたほど軽い粒子です。

MAGIS-100が敏感な粒子の場合、暗黒物質は粒子ではなく波としてより適切に記述され、定数と考えられる量を時間とともに振動させます。
MAGIS-100は、このタイプの最も軽い暗黒物質候補からのこのような振動信号を検索します。

原子が重なり合うと、超軽量の暗黒物質粒子からの微小な変化に敏感になります。
そのような粒子が電子と相互作用すると、そのような変化の1つが発生し、電子の質量がわずかに変化する可能性があります。
超軽量の暗黒物質粒子は、原子を構成する粒子の相互作用強度にも影響を与える可能性があります。

「だから、私たちはMAGIS-100で原子をどれだけ離れて駆動できるかに焦点を当てています」と、MAGIS-100の広報担当者であり、スタンフォード大学の科学者であるJason Hogan氏は述べています。
「その距離は、実験の感度に直接関係しています。」』

・・・と言うように「スーパーライトなダークマター探索計画」も動いております。

以上、ご参考までに。

追伸
MAGIS-100関係の他の記事は以下のページから入れます。
https://translate.google.com/translate?hl=ja&sl=en&u=https://news.fnal.gov/tag/magis-100/&prev=search

ご注意
以上の記事は
「・ダークマター検出の現状について」
の一連の記事に引き続いて書かれたものです。
それでこの前半部分の記事については以下のアドレスから入れますのでよろしくお願い致します。
http://fsci.4rm.jp/modules/d3forum/index.php?post_id=19110

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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2020/6/18 11:35 | 最終変更
entangle1  半人前   投稿数: 87
未発見の謎の物質「暗黒物質」を探索している東京大や名古屋大、神戸大が参加する国際実験チーム「ゼノン」は17日、イタリアのグランサッソ国立研究所の地下にある施設で実施した実験で、想定外の事象を観測したと発表した。
未知の素粒子を捉えた可能性があるという。

 暗黒物質である可能性は低いが、信号の特徴から素粒子物理学で存在が予想される粒子「アクシオン」かもしれず、東大などはさらに詳しく調べる。
アクシオンも探索が続く素粒子で、太陽で生まれるとされる。
発見されれば物理学の最も基本的な理論「標準理論」の未解決問題を解く鍵になる。

http://archive.fo/Oteia

新しい観測装置、あるいは規模が拡大された観測装置は新しい地平線を見せてくれるものですね。
期待したいと思います。

もう少し詳細な内容

『ダークマター直接探索実験に動きあり。東大ら国際グループ「予想していなかった事象を観測」の意味
https://www.businessinsider.jp/post-214940

この実験は、「キセノン」と呼ばれる化学的に非常に安定な物質の液体と、宇宙の約85%を構成するとされる未知の物質「暗黒物質(ダークマター)」との間で起きるわずかな反応によって生じる光を直接検出することを目的に、2016年から2018年にかけて実施された(実験ではダークマター以外の現象も検出可能)。

この実験で検出できる光はごくわずかだ。
・・・
現時点で得られたデータからの分析では、今回観測された結果はアクシオンが存在しなくてもたまたま起きる可能性が約0.02%(標準偏差:3.5シグマ)あるという(トリチウムによるノイズ、ニュートリノの新たな性質によるものである可能性は3.2シグマ)。

それでも十分低確率だと思う人も多いだろうが、素粒子物理学の世界で「新しい素粒子の発見」を謳うには、「検出されたシグナルがたまたま出てくる確率」が約0.0001%(同:5シグマ)以下になることを示さなければならない。』

まだまだ先は長い様です。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2020/6/26 8:44
entangle1  半人前   投稿数: 87
グランサッソ報告の続報、といいますか、また別の記事です。

ご参考までに。

未知の素粒子アクシオンの兆候が観測されたってニュース、なんか大事なの?
https://www.gizmodo.jp/2020/06/extremely-sensitive-dark-matter-experiment-detects.html

『XENON1T実験は2016年に始まり、2018年まで観測が続けられました。これまでの実験データからはダークマターについてなにも手がかりを得られていなかったんですが、2017年2月から2018年2月にかけてのデータに限っては、ちょっと興味深いことが起こっていました。

その期間中には、キセノンの電子との低エネルギー衝突が想定以上に多く観測されました。その数、285回。素粒子物理学の標準理論によって予測される232回を上回っていました。

この想定外の結果を受けて、実験チーム「ゼノン」のメンバーであるLaura Baudisさん(チューリッヒ大学)は、とにかく頭を抱えて悩みまくったと米Gizmodoに話しています。チューリッヒ大学の同僚・Michelle Gallowayさん、シカゴ大学のEvan Shockleyさん、そしてカリフォルニア大学サンディエゴ校のJingqiang Yeさんも、夜遅くまで分析に励んであらゆる可能性を考えてみたのだとか。

そして、この想定外の観測結果を説明するために科学者たちがたどり着いたシナリオは以下の3つでした。

もしかしたら、理論上の素粒子「アクシオン」が検出されたのではないか。
それとも、ニュートリノの磁気モーメントと呼ばれる性質が、想定よりも高いのではないか。
はたまた、トリチウム(三重水素)という水素の放射性同位体のβ崩壊がノイズとして干渉してしまっただけなのでは。
・・・
Baudisさんによれば、もし太陽から飛来したアクシオンが「XENON1T」の検出器を通過したら、今回得られたものと同様の信号が検出される可能性は99.98%(3.5シグマの信頼度)。でも、もしトリチウムのβ崩壊による汚染も考慮した場合は、可能性が95%(2シグマの信頼度)に落ちてしまうそうです。
・・・
この研究結果に、素粒子物理学界の同志たちからは分析の質の高さに称賛の声が上がっています。

直接研究に携わっていなかったカリフォルニア大学バークレー校のBob Jacobsen教授は、「データの背景を見事に分析している」と評価している一方で、データ量の少なさにも言及し、「まだヒントを得られたに過ぎない」と米Gizmodoに話しています。・・・』


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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2020/7/14 8:41
entangle1  半人前   投稿数: 87
「事象の地平面」なんてなかった? ブラックホールに新理論、理研が発表 “情報問題”にも筋道
http://archive.fo/xtO2A

面白い理論が出てきました。

当方が提唱している「ダークマターはプランクスケールのBHだ」とは90度、違う方向を向いていますがご紹介しておきます。

『この理論を発表したのは、同研究所の横倉祐貴上級研究員らの共同研究チーム。
従来のブラックホール理論が一般相対性理論に基づくのに対し、研究チームは一般相対性理論と量子力学に基づいて理論を組み立てた。
 従来の理論では、光も脱出できない内側の領域をブラックホール、その境界を事象の地平面といい、ブラックホールの質量によって決まる事象の地平面の半径を「シュワルツシルト半径」と呼ぶ。
また、従来の理論に量子効果を加えたときに考えられる熱的な放射「ホーキング放射」によって、ブラックホールは最終的には蒸発してしまうと考えられている。

 しかしこれまでは、物質がブラックホールに落ちた後、その物質が持っていた「情報」がどうなるのかをうまく説明できていなかった。
ブラックホール理論研究の第一人者だった物理学者故スティーブン・ホーキング氏は「情報は永遠に失われる」という立場を当初取っていたが、晩年には「量子理論ではエネルギーと情報はブラックホールから脱出できる」(情報は保存される)と意見を変えた。
しかし、依然として情報がどこに行き、どのように戻ってくるかは分かっていない。

 今回、横倉上級研究員らは蒸発の効果を取り入れ、物質が重力でつぶれていく過程を理論的に解析した。・・・』

以下詳細は提示アドレス先にてご確認願います。

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