94601

An early Christmas present? Wild rumours are circulating of the discovery of one of physics’s great unknowns: dark matter

Доклад

Физика

Physicists working on the Cryogenic Dark Matter Search CDMS a large collaboration whose experimental apparatus is located in Minnesota will be making presentations on December 17th at Fermilab and the SLAC National Accelerator Laboratory in America and on December 18th at CERN the European particle-physics laboratory near Geneva.

Английский

2015-09-14

31.5 KB

0 чел.

An early Christmas present?

Wild rumours are circulating of the discovery of one of physics’s great unknowns: dark matter

Dec 17, 2009                                                                                     From The Economist print edition

AS The Economist went to press this week, physicists were aflutter about an expected announcement from one of the world’s most important experiments searching for dark matter—the as-yet-undetected material that, if models of the universe are correct, is about six times as abundant as the familiar, visible stuff. Physicists working on the Cryogenic Dark Matter Search (CDMS), a large collaboration whose experimental apparatus is located in Minnesota, will be making presentations on December 17th at Fermilab and the SLAC National Accelerator Laboratory in America, and on December 18th at CERN, the European particle-physics laboratory near Geneva. The speculation is that they will announce the detection of the hitherto unknown particles that make up dark matter. The researchers plan to post their results to the arXiv, an online repository of physics papers, on December 17th, with submissions to a peer-reviewed journal following shortly thereafter.

Around a quarter of the universe is thought to be made up of dark matter, which, as the name suggests, neither gives off nor reflects light. (The balance, once the small amount of visible matter is subtracted, is made of even more mysterious stuff known as “dark energy”.) However, dark matter does make itself known through its gravity. This, indeed, is why astronomers believe it must be there. Some galaxies rotate so fast that they should be throwing off their outermost stars. Only the gravitational pull of these galaxies’ unseen halos of dark matter holds those stars in. Observations of the bending of light around clusters of galaxies, as well as the way that galactic structures formed in the early universe, also suggest that there is much more to reality than meets the eye.

Although the astrophysical case for dark matter is compelling, physicists would like to be able to study it in the laboratory to tease out its true nature. One way to do this would be to produce it in a particle accelerator. When it is running at full strength, the Large Hadron Collider at CERN will certainly try to do this. Another way is to build a detector on Earth that can capture particles of dark matter as they wander in from space. This is what CDMS and other experiments like it have been trying to do for several decades.

The CDMS detector, which is located 700 metres underground in an old iron-ore mine in northern Minnesota, to shield it from quotidian sources of radiation such as cosmic rays that might confuse the detectors, makes use of an array of germanium and silicon crystals that have been cooled to within a whisker of absolute zero. As the Earth makes its way through the Milky Way, it passes through the galaxy’s halo of dark-matter particles. Every so often, one of these particles would be expected to enter one of the crystals and bump into the nucleus of an atom of germanium or silicon. This minuscule nudge will set the crystal vibrating. By listening for these telltale vibrations in the quiet of a cold crystal, the researchers running the experiment should be able to detect the presence of the passing dark matter. At least, that is the theory. However, theory also predicts that such collisions will be exceedingly rare, and observing them requires very large, very sensitive detectors.

Besides locating CDMS deep underground, other precautions have also been taken. Most intriguingly, the shielding around the apparatus is made from lead recovered from an ancient sunken ship. This, because of its age, has already lost most of its radioactivity.

The experiment last announced results almost a year ago. Through careful calibration and diligent work, the researchers running it were able to eliminate most of the residual background sources of radiation that could mimic dark matter. When they examined their data then, nothing was seen in the region where a dark-matter signal would have been expected to appear. The new results, however, are based on twice as much data, so might yield a different outcome.

If the rumours are true, a solution to one of the great problems of physics may now be within reach. If not, CDMS will at least be able to place the most stringent constraints to date on theories that attempt to explain dark matter—proving some of them as baseless as the tales that eager and hopeful physicists tell.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26199. Шизофрения 18.36 KB
  Симптоматология шизофрении многообразна и своеобразна. Легче перечислить психопатологические симптомы и синдромы которые не характерны для шизофрении чем те которые встречаются часто. Другие выявляются далеко не у всех больных шизофренией но точно появляются почти только при шизофрении разорванность мышления и речи и являются для этой болезни патогномоничными близкими к специфическим проявлениями. Как и в общей психопатологии в целом клинические проявления шизофрении принято разграничивать на отрицательные и положительные.
26200. Социальная адаптация больного шизофренией 11.38 KB
  В психиатрическом диспансере благодаря усилиям медицинского персонала больные заново учатся какимто жизненным навыкам: ведению домашнего хозяйства элементам личной гигиены ведению бюджета и т. Больные шизофренией в межприступный период вполне нормальные и обычные люди хорошо понимающие в чем суть их болезни и они хотят себе помочь им нужна лишь поддержка родных. Очень важно что бы больные продолжали свою трудовую деятельность на сколько позволяет их состояние. Шизофрения не изученная болезнь не ясны причины ее возникновения но...
26201. Модель психической патологии в когнитивном подходе 16.82 KB
  Терапевты помогают пациентам распознать негативные мысли тенденциозные интерпретации и логические ошибки которыми изобилует их мышление и которые согласно Беку вызывают у них депрессию. Терапевты также побуждают пациентов бросить вызов своим дисфункциональным мыслям опробовать новые интерпретации и в конечном счете начать использовать в своей повседневной жизни новые способы мышления. Убежденность пациента в достоверности его негативных идей сохраняется благодаря следующим систематическим ошибкам мышления 1. Произвольные умозаключения:...
26202. Когнитивно-бихевиоральный подход в психотерапии 12.34 KB
  Когнитивнобихевиоральный подход работает когда надо найти новые формы поведения простроить будущее закрепить результат. Когнитивнобихевиоральный подход к эмоциональным расстройствам изменяет взгляд человека на себя и свои проблемы. Виднейшие представителями современного когнитивнобихевиорального подхода являются А. Когнитивнобихевиоральный подход к эмоциональным расстройствам изменяет взгляд человека на себя и свои проблемы.
26203. Основные методики патопсихологической диагностики 12.4 KB
  Нестандартизированные методы направлены на определение конкретных нарушений психической деятельности и составляются индивидуально для каждого больного. Выготского который используется для выявления особенностей понятийного мышления при различных психических заболеваниях прежде всего при шизофрении и некоторых органических поражениях головного мозга; 2 метод классификации предметов Гольдштейна который применяется для анализа различных нарушений процессов отвлечения и обобщения; 3 методы классификация предметные картинки исключение...
26204. Структура патопсихологического синдрома при эпилепсии (нарушение динамики психических процессов, нарушение познавательных процессов, личностные нарушения) 16.23 KB
  Аура по своим проявлениям разнообразна у разных больных. Лицо этих больных малоподвижно маловыразительно мимические реакции бедны больные скупы и сдержанны в жестах. Во время патопсихологического исследования больных эпилепсией изучается мышление динамика операции память внимание врабатываемость переключения. Мышление у больных эпилепсией тугоподвижное вязкое.
26205. Исходы черепно-мозговой травмы 14.87 KB
  Например при тяжёлой черепномозговой травме погибают 25 больных моложе 20 лет и до 7080 пострадавших в возрасте старше 60 лет. Даже при лёгкой черепномозговой травме и черепномозговой травме средней тяжести последствия дают знать о себе в течение месяцев или лет. Для определения исходов черепномозговой травмы предложена шкала исходов Глазго ШИГ в которой предусмотрено пять вариантов исходов.
26206. Систематика тревожных расстройств: паническое, фобическое, генерализованное тревожное, обсессивно-компульснвное 12.71 KB
  внезапного возникновения страха и дискомфорта связанного с такими симптомами как одышка сердцебиение головокружение удушье боль в груди дрожь усиленное потоотделение и страх умереть или сойти с ума.Пережив несколько таких приступов многие начинают испытывать сильный страх перед следующим который может случиться в таком месте откуда они не сумеют выбраться или где не смогут получить помощь – в тоннеле в середине ряда в кинотеатре на мосту или в переполненном людьми лифте. Симптомы могут быть сгруппированы в четыре общие категории:...
26207. Концепции тревожных расстройств в различных теоретических подходах 11.39 KB
  Симптомы тревоги рассматриваются как неполное сдерживание вытеснение неприемлемой потребности.Позднее появившаяся когнитивная психология делает акцент на ошибочных и искаженных мыслительных образах предшествующих появлению симптомов тревоги. Например пациент с паническим расстройством может преувеличенно реагировать на нормальные телесные ощущения такие как легкое головокружение или сердцебиение что ведет к усилению страха и тревоги нарастающих до панического приступа.