Kainatın kütləsinin çox hissəsini təşkil edəcəyi proqnozlaşdırılan qaranlıq maddənin aşkarlanması indiyə qədər çox çətin olmuşdur. Fiziklər bu maddənin tam olaraq nədən ibarət olduğunu hələ müəyyən edə bilməsələr də, dünya miqyasında müxtəlif genişmiqyaslı təcrübələr müxtəlif nəzəri qaranlıq maddə hissəciklərini aşkar etməyə çalışır.

Bu namizədlərdən biri yüngül qaranlıq maddə (LDM) adlanan kiçik kütlələri bir neçə giga-elektron voltdan (GeV/c ² ) aşağı olan hissəciklərdir. Nəzəriyyələr bu hissəciklərin adi maddə ilə zəif qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyini irəli sürür, lakin bu qarşılıqlı təsirlərin zəifliyi onları aşkar etməyi çətinləşdirə bilər.

Cənubi Koreyadakı Hanbit nüvə reaktorunda NEON detektoru tərəfindən toplanan məlumatları təhlil edən bir qrup tədqiqatçı olan NEON (Nal ilə Neutrino Elastik Saçılma Müşahidəsi) əməkdaşlığı LDM üçün ilk birbaşa axtarışlarının nəticələrini dərc edib.

Onların Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş məqaləsi bu əsas qaranlıq maddə namizədinin xüsusiyyətlərinə yeni məhdudiyyətlər qoyur ki, bu da onun aşkarlanmasına yönəlmiş gələcək səyləri məlumatlandıra bilər.

“Bizim məqaləmiz NEON Collaboration-ın nüvə reaktoru yaxınlığında unikal eksperimental qurğudan istifadə edərək açıq qaranlıq materiyanın axtarışına innovativ yanaşmasından yaranıb”, – məqalənin həmmüəllifi Hyunsu Li Phys.org-a bildirib.

“Çoxlu yüksək enerjili fotonlar yayan nüvə reaktorlarının yeni qaranlıq maddə nəzəriyyələrini sınaqdan keçirmək üçün təbii mühit təmin edə biləcəyi ideyasından ilhamlandıq”.

NEON təcrübəsinin əsas məqsədlərindən biri LDM-nin elektronlarla qarşılıqlı təsirini araşdıraraq onu axtarmaqdır. Təcrübənin birinci mərhələsi xüsusi olaraq kütləsi 1 keV/c ² ilə 1 MeV/c ² arasında dəyişən hissəcikləri axtardı .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738311163&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-neon-results-dark.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738311163381&bpp=1&bdt=58&idt=99&shv=r20250129&mjsv=m202501270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310886%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310886%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310886%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3011129751419&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2030&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C95349948%2C31090070%2C95350549%2C31090016%2C95347169%2C95347432&oid=2&pvsid=381105323708264&tmod=2122221295&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=108

“Bu, birbaşa qaranlıq maddə axtarışları üçün kəşf edilməmiş bir bölgə idi və biz reaktor əsaslı eksperimentlərlə əldə edilə bilənlərin sərhədlərini aşmağı hədəflədik” dedi Li.

LDM-i axtarmaq üçün NEON əməkdaşlığı Cənubi Koreyadakı Hanbit nüvə reaktorunun yaxınlığında yerləşən yüksək həssas detektora əsaslanır. Bu detektor LDM hissəcikləri və elektronlar arasında qarşılıqlı əlaqə ilə əlaqəli ola biləcək kiçik siqnalları götürə bilər.

Hanbit nüvə reaktoru potensial olaraq qaranlıq fotonlara, adi maddə ilə zəif qarşılıqlı əlaqədə olması gözlənilən hipotetik hissəciklərə çevrilə bilən yüksək enerjili fotonlar istehsal edir. Nəzəri olaraq adi fotonlarla (yəni, işıq hissəcikləri) qarışan bu qaranlıq fotonlar LDM-ə parçalana bilər. Qeyd edək ki, LDM qarşılıqlı təsirlərinin aşkarlanması bu çətin siqnalları tuta bilən yüksək həssas detektor tələb edir.

” Arxa fon səs-küyünü azaltmaq üçün qabaqcıl materiallarla qorunan detektorumuz bu nadir qarşılıqlı əlaqəni çəkmək üçün nəzərdə tutulub” dedi Li.

“Son məqaləmizdə detektor tərəfindən toplanmış 1,2 illik məlumatları təhlil etdik və açıq qaranlıq maddənin elektronlarla nə qədər güclü qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyinə dair yeni məhdudiyyətlər təyin etdik. Kütləsi 100 keV/c ² ətrafında olan qaranlıq maddə hissəcikləri üçün əvvəlki limitləri yaxşılaşdırdıq. 1,000 faktoru ilə və ilk dəfə olaraq bu aralığın altındakı kütlələrə məhdudiyyətlər qoyduq.”

Əvvəlki LDM axtarışları ilə müqayisədə, NEON təcrübəsi əvvəllər əlçatmaz olan bu hissəciklər üçün yeni və kəşf edilməmiş kütlə diapazonlarını yoxlayır. Tədqiqatçılar LDM hissəcikləri və elektronlar arasında qarşılıqlı əlaqə ilə əlaqəli ola biləcək hər hansı bir siqnal götürməsələr də, bu hipotetik hissəciklərin xüsusiyyətlərinə, xüsusən də 100 keV/c ^{2- dən aşağı kütlələr üçün mövcud məhdudiyyətləri dəqiqləşdirə bildilər.}

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

” Nüvə reaktorundan həm yüksək enerjili fotonların mənbəyi, həm də təcrübələr üçün idarə olunan mühit kimi istifadə edərək, biz reaktor əsaslı qaranlıq maddə axtarışlarının potensialını nümayiş etdirdik” dedi Li.

“İşimizin nəticələri əhəmiyyətlidir, çünki yanaşmamız daha yüngül qaranlıq maddə namizədlərini araşdırmaq üçün gələcək təcrübələr üçün qapı açır və sürətləndirici və kosmologiyaya əsaslanan qaranlıq maddə axtarışlarına tamamlayıcı bir üsul təklif edir.”

NEON əməkdaşlığının son məqaləsi tezliklə dünya miqyasında LDM ilə bağlı digər axtarışlar, eləcə də bu hissəciklərə yönəlmiş nəzəri tədqiqatlar haqqında məlumat verə bilər. Tədqiqatçılar indi daha çox məlumat toplamaq və detektorun həssaslığını daha da təkmilləşdirməklə tədqiqatlarının əhatə dairəsini genişləndirməyi planlaşdırırlar.

“Xüsusilə, biz analizimizin enerji həddini daha da aşağı salmağı hədəfləyirik ki, bu da bizə daha zəif qarşılıqlı təsir gücünə malik daha yüngül qaranlıq maddə hissəciklərini kəşf etməyə imkan verir”.

“Əlavə olaraq, nəticələrimizin etibarlılığını artırmaq üçün qoruyucu və səs-küyün azaldılmasını təkmilləşdirməyin yollarını araşdırırıq. Bizim uzunmüddətli məqsədimiz tapıntılarımızı digər eksperimental və nəzəri qaranlıq maddə səyləri ilə inteqrasiya etməkdir. kainat.”

Daha çox məlumat: JJ Choi və başqaları, Nüvə Reaktorunda NEON Təcrübəsindən istifadə edərək İşıq Qaranlıq Maddənin İlk Birbaşa Axtarışı, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.021802 .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network