Nikhef-onderzoekers weerleggen claim waarnemen donkere materie

25 augustus 2015

Onderzoekers van de XENON-samenwerking, waaronder wetenschappers van FOM-instituut voor subatomische fysica Nikhef, hebben een al lang bestaande claim op het waarnemen van donkere materie weerlegd. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Science..

Een nieuwe XENON100 analyse die deze week in Science is gepubliceerd weerlegt een al lang bestaande claim op het waarnemen van donkere materie. De overvloedig in het heelal aanwezige donkere materie is een onzichtbare materie die grotendeels verantwoordelijk wordt gehouden voor de zwaartekracht die het melkwegstelsel bijeen houdt. Volgens de nieuwste theoretische modellen vindt er interactie plaats tussen de hypothetische donkere materiedeeltjes en atoomkernen. Tot op heden zijn dergelijke interacties nog niet waargenomen. De wetenschappers van het XENON samenwerkingsverband hebben nieuwe analysetechnieken ontwikkeld waarmee voor het eerst in de data van de XENON100 detector gezocht kan worden naar interacties tussen donkere materie en elektronen uit de atoomschil. Uit de analyse kwam geen enkel signaal boven de erg lage achtergrondruis uit, waarmee de eigenschappen van donkere materie verder beperkt worden.

DAMA/LIBRA controverse leeft op

Deze uitkomst is met name van belang met betrekking tot de resultaten van de rivaliserende DAMA/LIBRA samenwerking, die claimt een significant signaal van donkere materie waargenomen te hebben. DAMA/LIBRA kan geen onderscheid maken tussen interacties van donkere materie met elektronen of met atoomkernen. Zoektochten van andere onderzoekers naar interacties met atoomkernen hebben niets opgeleverd. Veel theoretische modellen, die de waargenomen discrepantie proberen te verklaren door aan te nemen dat donkere materiedeeltjes uitsluitend interacteren met elektronen, worden nu door de nieuwste bevindingen van de het XENON samenwerkingsverband verworpen. Daardoor zullen de nieuwe resultaten de controverse rondom alternatieve verklaringen voor het DAMA/LIBRA signaal nieuw leven inblazen.

Wachten op nog betere detectors

Nikhef maakt samen met 17 andere instellingen deel uit van het XENON samenwerkingsverband. Momenteel is het consortium bezig met het afronden van het XENON1T experiment, een opstelling die twintig keer zo omvangrijk is als XENON100. Wanneer het later dit jaar data zal gaan verzamelen wordt het de gevoeligste detector voor donkere materie ter wereld. Om nog verder onderzoek te kunnen doen en donkere materiedeeltjes volledig te kunnen karakteriseren is het samenwerkingsverband bezig met het ontwerp van de nog grotere XENONnT opstelling, die in 2019 operationeel moet worden. Alle XENON experimenten vinden plaats in het ondergrondse laboratorium van Gran Sasso in Italiƫ.

Meer informatie


Bron: FOM