Вимп

У этого термина существуют и другие значения, см. WIMP.
Вимп
Участвует во взаимодействиях Гравитационное[1], слабое
Статус Гипотетическая
Масса Должна быть как минимум в несколько десятков раз больше массы протона[2]
В честь кого или чего названа Слабое взаимодействие, массивность
Квантовые числа

Вимп (от англ. WIMP, Weakly Interacting Massive Particle) — гипотетическая слабовзаимодействующая массивная частица. Хотя устоявшегося термина для этого понятия в русскоязычной литературе нет, слово «вимп» широко используется в разговорной речи специалистов. Вимпы являются кандидатами на роль основного компонента холодной тёмной материи, которая даёт около четверти вклада в общую плотность Вселенной (наблюдаемая барионная плотность в 6 раз меньше). Предполагается, что из четырёх фундаментальных взаимодействий вимпы участвуют только в слабом и гравитационном. Поэтому реликтовые (родившиеся вскоре после Большого Взрыва) вимпы очень трудно обнаружить экспериментально. Масса вимпов должна быть как минимум в несколько десятков раз больше массы протона[2]. Среди возможных кандидатов на роль вимпов чаще всего рассматриваются легчайшие суперсимметричные частицы (нейтралино), которые в большинстве теорий суперсимметрии являются стабильными.

Термин WIMP был предложен в 1986 году американским космологом Майклом Тёрнером (англ. Michael S. Turner), который является также автором термина «тёмная материя». Этот акроним связан с значением английского слова wimp — «зануда, слабак»[3][4].

Экспериментальные попытки обнаружения

Прямое детектирование

Предполагается, что вимпы составляют сферическое гало в нашей Галактике; они должны двигаться хаотически, с максвелловским распределением по скоростям (средняя скорость в районе Солнца — около 300 км/с). Если сечение рассеяния вимпов на атомном ядре не слишком мало, возможно их прямое детектирование с помощью ядерных детекторов, хорошо защищённых от внешнего фона (в частности, необходимо размещение детектора глубоко под землёй, чтобы защититься от космического излучения). Вследствие орбитального и суточного движения детектора вместе с Землёй темп счёта детектора будет испытывать годичные и суточные вариации; благодаря этому полезный сигнал можно отделить от фона. Максимальный темп счёта ожидается, когда проекция орбитальной скорости Земли на скорость движения Солнца относительно центра Галактики (и газа вимпов) максимальна.

Коллаборация DAMA утверждает[5], что в многолетнем эксперименте с детектором, состоящим из сцинтилляторов NaI(Tl) и расположенном в подземной лаборатории Гран-Сассо (Италия), наблюдались годичные вариации скорости счёта, согласующиеся по фазе с ожидаемыми вариациями. Из результатов этого эксперимента следует, что вимпы должны иметь массу от 30 до 100 ГэВ/с2 и сечение упругого рассеяния на ядрах (2-15)⋅10−6 пбн. Другие коллаборации по поиску частиц тёмной материи не подтверждают существования подобных частиц — имеется противоречие, которое должны разрешить будущие исследования (2013 год).

В декабре 2009 года коллаборация CDMS-2 (англ. Cryogenic Dark Matter Search) опубликовала работу, в которой сообщается о регистрации двух событий в сигнальной области, что можно интерпретировать как свидетельство детектирования вимпов с вероятностью 77 %, основываясь на оценках ожидаемых сигналов от фона[6][7]. Вероятность того, что эти события объясняются фоновым шумом[8], — 23 %.

В феврале 2010 года небольшой эксперимент CoGeNT сообщил о регистрации нескольких сотен событий за 56 дней, что интерпретируется как возможный сигнал от вимпов с массой 7-11 ГэВ/с2 (пока учёные осторожны в своих выводах: по их словам, полученные результаты необходимо проверить).[9][10][11] Детектор CoGeNT (англ. Coherent Germanium Neutrino Technology) представляет собой кремний-германиевый полупроводниковый диск размером с хоккейную шайбу и располагается в бывшей шахте по добыче железной руды в штате Миннесота на глубине около 600 метров (англ. Soudan Underground Mine State Park, в той же самой, что и детектор CDMS).[12]

В июне 2011 года были опубликованы результаты эксперимента CoGeNT, интерпретируемые как подтверждение сезонных вариаций сигнала, аналогичных предсказанным теоретически и зарегистрированным ранее в итальянском эксперименте DAMA[13][14][15].

В сентябре 2011 были опубликованы[16] результаты второй фазы эксперимента CRESST, использующего криогенные детекторы, состоящие из монокристаллов вольфрамата кальция. С накопленной экспозицией 730 кг·дней авторы обнаружили 67 событий, совпадающих с экспериментальной сигнатурой ядер отдачи. Это число превышает оцененный ожидаемый фон от внешних нейтронов, гамма-квантов и т. д. Если интерпретировать сигнал как проявление соударений вимпов с ядрами, то его могут описывать две возможные области в пространстве параметров: одна из них концентрируется вокруг значений массы вимпа M = 11,6 ГэВ/с2 и сечения упругого рассеяния на ядре σ = 3,7⋅10−5 пбн, вторая — вокруг значений M = 25,3 ГэВ/с2 и σ = 1,6⋅10−6 пбн.

В апреле 2013 года коллаборация CDMS, уточнив полученные ранее данные второй фазы своего эксперимента с использованием кремниевых полупроводниковых детекторов, объявила о регистрации частиц тёмной материи с уровнем достоверности, равным трём стандартным отклонениям, или с вероятностью 99,81 %. При ожидаемом уровне шумов 0,7 события, удалось зарегистрировать три события с энергиями ядер отдачи около 10 кэВ. Оценочная масса зарегистрированных вимпов M = 8,6 ГэВ/с2[17][18]. При этом, как отмечают сами авторы, остаётся противоречие с данными более чувствительного эксперимента XENON, не обнаружившего указаний на существование вимпов с такими массой и сечением рассеяния на ядрах, а два других эксперимента, видящих указание на наличие вимпов (DAMA и CDMS), наблюдают сигнал в других областях пространства параметров, не совместимых ни друг с другом, ни с данными CDMS. Поэтому окончательного ответа, зарегистрированы ли вимпы экспериментально, пока нет.

В октябре 2013 года были опубликованы результаты наиболее чувствительного на тот момент эксперимента LUX, проводившегося в Южной Дакоте. Поиск вёлся в широком диапазоне возможных масс вимпов с пиком в чувствительности для массы равной 33 ГэВ/с2[19]. За 85 дней исследователи не обнаружили ни одного сигнала из 1600 ожидавшихся, таким образом, установив наиболее жёсткие ограничения на возможные параметры вимпов. Этот результат совпадал с менее точным экспериментом XENON, однако противоречил результатам, полученным группами CoGENT и CDMS[20][21].

Непрямое детектирование

Существуют также предложения, относящиеся к непрямому детектированию вимпов. Большинство вимпов пролетают сквозь Солнце, не взаимодействуя с его веществом, и, следовательно, они не могут быть гравитационно захвачены. Однако, если вимп рассеивается на одном из ядер внутри Солнца, он может уменьшить скорость и остаться в гравитационном поле Солнца. Постепенно накапливаясь в гравитационной потенциальной яме, вимпы создают вблизи её центра концентрацию, достаточную, чтобы начать аннигилировать друг с другом. Среди продуктов такой аннигиляции могут быть высокоэнергичные нейтрино, беспрепятственно покидающие центр Солнца. Они могут быть зарегистрированы наземным детектором (например, Супер-Камиоканде). Возможно также непрямое детектирование гравитационно захваченных вимпов, аннигилирующих в центре Земли или в ядре Галактики. Большинство этих предложений пока не были реализованы.

В октябре 2010 года Дэн Хупер из Национальной лаборатории имени Ферми и Лиза Гуденоуг из университета Нью-Йорка заявили, что им удалось идентифицировать аннигиляцию вимпов и их античастиц в одной из галактик. Ими были проанализированы данные о гамма-излучении, зарегистрированные орбитальным гамма-телескопом «Ферми», и сделан вывод, что ни один из других видов источников не может объяснить наблюдаемые факты. Согласно приведённой в работе оценке масса вимпов должна находиться в интервале 7,3—9,2 ГэВ/с2[22][23][24].

См. также

Литература

Ссылки

Эксперименты

Примечания

  1. ↑ Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции Архивная копия от 15 июля 2015 на Wayback Machine, ФИАН, 11 сентября 2007 года
  2. ↑ 1 2 Игорь Сокальский. Темная материя // Химия и жизнь. — 2006. — № 11. Архивировано 7 апреля 2013 года.
  3. ↑ Steigman G., Turner M. S. Cosmological constraints on the properties of weakly interacting massive particles (англ.) // Nuclear Physics B. — 1985. — Vol. 253. — P. 375—386. — ISSN 0550-3213. — doi:10.1016/0550-3213(85)90537-1. [исправить]
  4. ↑ Turner M. S. (2022). "The Road to Precision Cosmology". arXiv:2201.04741.
  5. ↑ Geoff Brumfiel. Italian group claims to see dark matter - again (англ.) // Nature. — 2008. — Vol. 452. — P. 918.
  6. ↑ The CDMS II Collaboration. Dark Matter Search Results from the CDMS II Experiment (англ.) // Science. — 2010. Архивировано 13 февраля 2010 года.(полная версия Архивная копия от 29 мая 2020 на Wayback Machine с arxiv.org)
  7. ↑ Ученые впервые экспериментально зафиксировали частицы тёмной материи. РИА Новости (12 февраля 2010). Дата обращения: 12 февраля 2010. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  8. ↑ Scientific American. Dark Matter Researchers Still in the Dark as Underground Search Returns Uncertain Results, 17.12.2009. Дата обращения: 20 декабря 2009. Архивировано 19 марта 2011 года.
  9. ↑ Физики заявили о возможной регистрации лёгкой тёмной материи, Lenta.ru, 01.03.2010. Дата обращения: 6 июля 2020. Архивировано 12 июня 2021 года.
  10. ↑ C.E. Aalseth et al. (CoGeNT collaboration), Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a P-type Point Contact Germanium Detector Архивная копия от 26 июля 2020 на Wayback Machine, arXiv:1002.4703 [astro-ph], 25.02.2010.
  11. ↑ Eric Hand. A CoGeNT result in the hunt for dark matter. Nature News (26 февраля 2010). Архивировано 5 февраля 2012 года.Note: article will only be publicly accessible for a few days
  12. ↑ Учёные нашли новые подтверждения существованию тёмной материи Архивная копия от 1 марта 2010 на Wayback Machine // РИА Новости, 27.02.2010
  13. ↑ C. E. Aalseth et al. Search for an Annual Modulation in a P-type Point Contact Germanium Dark Matter Detector (англ.) // arxiv.org. — 2011. Архивировано 15 июня 2020 года.
  14. ↑ "New Data Still Have Scientists in Dark Over Dark Matter" (англ.). Science Daily. 2011-06-08. Архивировано 10 июня 2011. Дата обращения: 8 июня 2011.
  15. ↑ "Новые данные не пролили света на природу тёмной материи". Викиновости. 2011-06-08. {{cite news}}: |access-date= требует |url= (справка)
  16. ↑ G. Angloher et al. Results from 730 kg days of the CRESST-II Dark Matter search (англ.) // The European Physical Journal C. — 2011. — Vol. 72, no. 4. — P. 1971. — doi:10.1140/epjc/s10052-012-1971-8. — arXiv:1109.0702.
  17. ↑ CDMS Collaboration. Dark Matter Search Results Using the Silicon Detectors of CDMS II (англ.). — 2013. — arXiv:1304.4279.
  18. ↑ А. Березин (2013-04-15). "Заявлено о регистрации частиц тёмной материи". Компьюлента. Архивировано 17 апреля 2013. Дата обращения: 17 апреля 2013.
  19. ↑ Paul Preuss (2013-10-30). "First Results from LUX". Берклиевская национальная лаборатория. Архивировано 31 октября 2013. Дата обращения: 31 октября 2013.
  20. ↑ Adrian Cho (2013-10-30). "New Experiment Torpedoes Lightweight Dark Matter Particles". Science NOW. Архивировано 1 ноября 2013. Дата обращения: 31 октября 2013.
  21. ↑ Eugenie Samuel Reich (2013-10-30). "No sign of dark matter in underground experiment". Nature News. Архивировано 1 ноября 2013. Дата обращения: 31 октября 2013.
  22. ↑ Физики «увидели» следы темной материи в данных с телескопа «Ферми». РИА Новости (23 октября 2010). Дата обращения: 23 октября 2010. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  23. ↑ Fermilab theorist sees dark matter evidence in public data (англ.). Symmetry Breaking (22 октября 2010). Дата обращения: 23 октября 2010. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  24. ↑ Dan Hooper, Lisa Goodenough. Dark Matter Annihilation in The Galactic Center As Seen by the Fermi Gamma Ray Space Telescope (англ.) // arxiv.org. — 2010. Архивировано 29 июля 2020 года.

Read other articles:

Stasiun Manba

Stasiun Manba万場駅Stasiun Manba pada Oktober 2009LokasiYamato-cho Manba, Gujō-shi, Gifu-ken 501-4611JepangKoordinat35°50′1.36″N 136°52′59.33″E / 35.8337111°N 136.8831472°E / 35.8337111; 136.8831472Koordinat: 35°50′1.36″N 136°52′59.33″E / 35.8337111°N 136.8831472°E / 35.8337111; 136.8831472Operator Nagaragawa RailwayJalur■ Jalur Etsumi-NanLetak59.7 km dari Mino-ŌtaJumlah peron1 peron sampingJumlah jalur1Informasi l...

 

Kalurahan

Artikel ini bukan mengenai kelurahan.Artikel ini adalah bagian dari seriPembagian administratifIndonesia Tingkat I Provinsi Daerah istimewa Daerah khusus Tingkat II Kabupaten Kota Kabupaten administrasi Kota administrasi Tingkat III Kecamatan Distrik Kapanewon Kemantren Tingkat IV Kelurahan Desa Dusun (Bungo) Gampong Kute Kalurahan Kampung Kalimantan Timur Lampung Papua Riau Lembang Nagari Nagori Negeri Maluku Maluku Tengah Negeri administratif Pekon Tiyuh Lain-lain Antara III dan IV Mukim Di...

 

Supplemental Mathematical Operators

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada April 2016. Supplemental Mathematical OperatorsJangkauanU+2A00..U+2AFF(256 titik kode)BidangBMPAksaraCommonTerpakai256 titik kodeTak terpakai0 titik kode kosongRiwayat versi Unicode3.2256 (+256) Catatan: [1] Supplemental Mathematical Operators adalah blok Un...

Silang, Cavite

Peta menunjukkan lokasi Silang Untuk desa di Kabupaten Halmahera Selatan, Maluku Utara, lihat Silang, Bacan Timur, Halmahera Selatan. Silang (resmi: Municipality of Silang; bahasa Tagalog: Bayan ng Silang) adalah munisipalitas kelas 5 di Cavite bagian timur, Filipina. Menurut sensus penduduk tahun 2009, Silang berpenduduk 234.285 jiwa. Pembagian wilayah Secara administratif, Silang terbagi atas 67 barangay, yaitu: Adlas Balite I Balite II Balubad Batas Biga I Biluso Buho Bucal Bulihan Cab...

 

Simon Colosimo

Questa voce o sezione sull'argomento calciatori australiani non cita le fonti necessarie o quelle presenti sono insufficienti. Puoi migliorare questa voce aggiungendo citazioni da fonti attendibili secondo le linee guida sull'uso delle fonti. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. Simon Colosimo Nazionalità  Australia Altezza 184 cm Peso 75 kg Calcio Ruolo Centrocampista Termine carriera 2014 Carriera Squadre di club1 1997-2000 Carlton50 (10)2000-2001 South Me...

 

University of Sioux Falls

Private college in Sioux Falls, South Dakota University of Sioux FallsFormer namesDakota Collegiate Institute (1883–1885)Sioux Falls University (1885–1931)Sioux Falls College (1931–1995)MottoCulture for ServiceTypePrivate universityEstablished1883; 141 years ago (1883)Religious affiliationAmerican Baptist Churches USAEndowment$30.3 million (2019)[1]PresidentBrett BradfieldAcademic staff103Students1,453LocationSioux Falls, South Dakota, U.S.43°31′50.8″...

中華民國國軍中的中共間諜列表

 本表是動態列表，或許永遠不會完結。歡迎您參考可靠來源來查漏補缺。 潛伏於中華民國國軍中的中共間諜列表收錄根據公開資料來源，曾潛伏於中華民國國軍、被中國共產黨聲稱或承認，或者遭中華民國政府調查審判，為中華人民共和國和中國人民解放軍進行間諜行為的人物。以下列表以現今可查知時間為準，正確的間諜活動或洩漏機密時間可能早於或晚於以下所歸�...

 

National Highway 146 (India)

National highway in India National Highway 146Map of the National Highway in redRoute informationLength167.6 km (104.1 mi)Major junctionsFromNH-46 near BhopalToNH-44 near Sagar LocationCountryIndiaStatesMadhya Pradesh Highway system Roads in India Expressways National State Asian National Highway 146 (NH 146) is a National Highway in India. This highway is in the state of Madhya Pradesh, running from Bhopal to Sagar.[1] This national highway is 167.6 km (104.1 ...

 

Diamond DA20

Artikel ini perlu diwikifikasi agar memenuhi standar kualitas Wikipedia. Anda dapat memberikan bantuan berupa penambahan pranala dalam, atau dengan merapikan tata letak dari artikel ini. Untuk keterangan lebih lanjut, klik [tampil] di bagian kanan. Mengganti markah HTML dengan markah wiki bila dimungkinkan. Tambahkan pranala wiki. Bila dirasa perlu, buatlah pautan ke artikel wiki lainnya dengan cara menambahkan [[ dan ]] pada kata yang bersangkutan (lihat WP:LINK untuk keterangan lebih lanjut...

U Thant Island

Islet on the East River in New York City U Thant IslandU Thant Island with Williamsburg Bridge in the backgroundGeographyCoordinates40°44′48″N 73°57′52″W / 40.746599°N 73.964387°W / 40.746599; -73.964387AdministrationUnited StatesStateNew YorkBoroughManhattanU Thant Island (officially Belmont Island) is a small artificial island or islet in the borough of Manhattan in New York City. The 100-by-200-foot (30 by 60 m) island, created during the constructi...

 

Umm al-Qutuf

Place in Haifa, IsraelUmm al-Qutuf אֻם אל-קֻטוּף, אום אל-קוטוף‎أمّ القـُطـُفEtymology: The ruin with the St. John's-worts[1]Umm al-QutufShow map of Haifa region of IsraelUmm al-QutufShow map of IsraelCoordinates: 32°28′1″N 35°3′25″E / 32.46694°N 35.05694°E / 32.46694; 35.05694Grid position155/208 PALCountry IsraelDistrictHaifaCouncilMenashePopulation (2022)[2]1,201 Umm al-Qutuf (Arabic: �...

 

Dolphinarium discotheque massacre

2001 nightclub bombing in Tel Aviv, Israel Dolphinarium suicide bombingPart of the Second IntifadaThe attack sceneThe attack siteShow map of Tel AvivThe attack siteShow map of Central IsraelNative nameהפיגוע בדולפינריוםLocationTel Aviv, IsraelCoordinates32°04′02″N 34°45′42″E / 32.06722°N 34.76167°E / 32.06722; 34.76167DateJune 1, 2001; 23 years ago (2001-06-01) 23:27 pm (UTC+3)Attack typeSuicide bombingWeapon2.5 kilog...

Voiceless linguolabial plosive

Consonantal sound represented by ⟨t̼⟩ or ⟨p̺⟩ in IPA Voiceless linguolabial plosivet̼p̺Audio sample source · help The voiceless linguolabial plosive is a rare consonantal sound used in some spoken languages. The symbol in the International Phonetic Alphabet that represents it is ⟨t̼⟩ or ⟨p̺⟩. Features Features: Its manner of articulation is occlusive, which means it is produced by obstructing airflow in the vocal tract. Since the consona...

 

Gamma Geminorum

Gamma Geminorum A Alhena is the γ star in the constellation of Gemini. Data pengamatan Epos J2000      Ekuinoks J2000 Rasi bintang Gemini Asensio rekta 06h 37m 42.7s Deklinasi +16° 23′ 57″ Magnitudo tampak (V) 1.93 Ciri-ciri Kelas spektrum A0 IV Indeks warna U−B 0.06 Indeks warna B−V 0.00 Jenis variabel ? AstrometriKecepatan radial (Rv)-12.1 km/sGerak diri (μ) RA: -2.04 mdb/thn Dek.: -66.92 mdb/thn Paralaks...

 

Honduras–Italy relations

This article relies excessively on references to primary sources. Please improve this article by adding secondary or tertiary sources. Find sources: Honduras–Italy relations – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (June 2022) (Learn how and when to remove this message) Bilateral relationsHonduras-Italy relations Honduras Italy Honduras-Italy relations refer to bilateral relations between Honduras and Italy. Honduras has an embassy in Rome. Ital...

Tiktaalik

Tiktaalik roseae Tiktaalik Squelette de Tiktaalik roseae, exposé au Field Museum, Chicago, États-Unis.Classification Règne Animalia Embranchement Chordata Sous-embr. Vertebrata Classe Sarcopterygii Clade Elpistostegalia Clade Stegocephalia ? Genre† TiktaalikDaeschler, Shubin & Jenkins, 2006 Espèce† Tiktaalik roseaeDaeschler, Shubin & Jenkins, 2006 Tiktaalik (en inuktitut : ᑎᒃᑖᓕᒃ, littéralement « grand poisson des basses eaux ») est un...

 

نوكيا E70

هذه المقالة تحتاج للمزيد من الوصلات للمقالات الأخرى للمساعدة في ترابط مقالات الموسوعة. فضلًا ساعد في تحسين هذه المقالة بإضافة وصلات إلى المقالات المتعلقة بها الموجودة في النص الحالي. (يونيو 2023) نوكيا E70صورة كاملة لجهاز نوكيا E70.معلومات عامةالنوع هاتف محمول الصانع نوكياالخ�...

 

Zak Starkey

Pour les articles homonymes, voir Starkey. Cet article est une ébauche concernant un musicien britannique et Ringo Starr. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Zak StarkeyZak Starkey le 11 septembre 2005.BiographieNaissance 13 septembre 1965 (59 ans)Londres (Angleterre)Nationalité britanniqueFormation Highgate SchoolActivités Batteur, musicienPériode d'activité Depuis 1977Père Ringo StarrMè...

Lost Hearts (film)

1973 TV series or program Lost HeartsTitle screenBased onLost Heartsby M. R. JamesWritten byRobin ChapmanDirected byLawrence Gordon ClarkStarring Joseph O'Conor as Mr. Abney Simon Gipps-Kent as Stephen Susan Richards as Mrs. Bunch James Mellor as Parkes Christopher Davis as Goivanni Michelle Foster as Phoebe Roger Milner as Vicar ProductionProducerRosemary HillRunning time34 minutesOriginal releaseRelease25 December 1973 (1973-12-25)RelatedA Ghost Story for Christmas Lost Heart...

 

Catherine Elisabeth of Brunswick

Catherine Elisabeth of Brunswick-LüneburgBorn1367Diedafter 1423Noble familyWelfSpouse(s)Gerhard VI, Count of Holstein-RendsburgIssueIngeborg of HolsteinHenry IV, Count of Holstein-RendsburgHedvig of HolsteinAdolf VIII, Count of HolsteinGerhard VII, Count of Holstein-RendsburgFatherMagnus II, Duke of Brunswick-LüneburgMotherCatherine of Anhalt-Bernburg Catherine Elisabeth of Brunswick-Lüneburg (c. 1367 – after 1423) was Duchess consort of Schleswig and Countess consort of Holstein-Rendsbu...