DAMA/NaI

DAMA/NaI - експеримент, призначений на дослідження наявності частинок темної матерії в гало галактик, використовуючи щорічну модуляцію результатів.[1][2] Через свою орбіту Земля повинна піддаватися більшим потокам частинок темної матерії в період 2 червня, коли її орбітальна швидкість додається до швидкості Сонячної системи по відношенню до галактики, і меншим близько 2 грудня, коли дві швидкості віднімаються. Річний слід модуляції є відмінним так як ефект індуктування частинок темної матерії одночасно має задовольняти багато умов.

Опис

Експериментальна установка була розташована глибоко під землею в Національній лабораторії Гран Сассо в Італії. DAMA/NaI був замінений експериментом нового покоління, DAMA/LIBRA. Ці експерименти проводяться італійськими та китайськими дослідниками.

Експериментальна установка була виготовлена з кристалу 9.70 кг низькорадіоактивного сцинтилюючого йодиду натрію, легованого талієм (NaI(Tl)) . Кожен кристал з'єднувався з двома низькофоновоми ФЕУ через 10 см світловодів. Детектори були встановлені всередині герметичного мідного вікна, яке продувається високочистим азотом для того, щоб ізолювати детектори від повітря, що містить сліди частинок радіоактивного газу радону. Щоб зменшити навколишній фон мідне вікно встановлюють всередині багатокомпонентного багатотонного пасивного захисту з міді, свинцю, поліетилену, парафіну, кадмієвої фольги. Органічне скло вікна охоплює весь щит і також зберігається в високо чистому атмосферному азоті. 1 м бетону сповільнює нейтрони і в основному оточує систему.

Результати

Системи DAMA/NaI спостерігають щорічні сліди модуляції більше 7 щорічних циклів. Про наявність в моделі незалежних позитивних доказів даних DAMA/NaI було вперше повідомлено у співпраці DAMA восени 1997 року і опубліковано на початку 1998 року.[3] Заключна стаття з повними результатами була опублікована в 2003 році[1] після закінчення експерименту в липні 2002. Різні результати досліджень також мають бути і вони продовжуються.[4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]

Модель-незалежне свідчення сумісності з широким набором сценаріїв щодо природи кандидата у темну матерію і пов'язаної астрофізики, ядерної фізики і фізики елементарних частинок (наприклад  [14][15][16][17][18][19][20][21]).

Ретельне кількісне дослідження можливих джерел систематичних і побічних реакцій регулярно проводяться і публікуються в момент кожного випуску даних.[22] Відсутність системного ефекту або побічної реакції можна пояснити амплітудами спостережуваної модуляції і для одночасного задовільнення всіх вимог було виявлено слід.

Експеримент також отримав і опублікував численні результати інших процесів з такими ж, або іншими підходами.

Скептицизм

Результати від експерименту пошуку темної матерії XENON, здається, суперечать результатам DAMA/NaI.[23]

Примітки

1. R. Bernabei та ін. (2003). Dark Matter search. Rivista del Nuovo Cimento. Т. 26, № 1. с. 1. arXiv:astro-ph/0307403. Bibcode:2003NCimR..26a...1B.
2. R. Bernabei та ін. (1999). Performances of the about 100 kg NaI(Tl) set-up of the DAMA experiment at Gran Sasso. Rivista del Nuovo Cimento A. Т. 112, № 6. с. 545.
3. R. Bernabei та ін. (1998). Searching for WIMPs by the annual modulation signature. Physics Letters B. Т. 424. с. 195. Bibcode:1998PhLB..424..195B. doi:10.1016/S0370-2693(98)00172-5.
4. R. Bernabei та ін. (2001). Investigating the DAMA annual modulation data in a mixed coupling framework. Physics Letters B. Т. 509. с. 197. Bibcode:2001PhLB..509..197B. doi:10.1016/S0370-2693(01)00493-2.
5. R. Bernabei та ін. (2002). Investigating the DAMA annual modulation data in the framework of inelastic dark matter. European Physical Journal C. Т. 23. с. 61. Bibcode:2002EPJC...23...61B. doi:10.1007/s100520100854.
6. P. Belli та ін. (2002). Effect of the galactic halo modeling on the DAMA-NaI annual modulation result: An extended analysis of the data for weakly interacting massive particles with a purely spin-independent coupling. Physical Review D. Т. 66. с. 043503. arXiv:hep-ph/0203242. Bibcode:2002PhRvD..66d3503B. doi:10.1103/PhysRevD.66.043503.
7. R. Bernabei та ін. (2004). Dark Matter particles in the galactic halo: results and implications from DAMA/NaI. International Journal of Modern Physics D. Т. 13. с. 2127. arXiv:astro-ph/0501412. Bibcode:2004IJMPD..13.2127B. doi:10.1142/S0218271804006619.
8. R. Bernabei та ін. (2006). Investigating pseudoscalar and scalar dark matter. International Journal of Modern Physics A. Т. 21, № 7. с. 1445. arXiv:astro-ph/0511262. Bibcode:2006IJMPA..21.1445B. doi:10.1142/S0217751X06030874.
9. R. Bernabei та ін. (2004). Investigating halo substructures with annual modulation signature. European Physical Journal C. Т. 47. с. 263. arXiv:astro-ph/0604303. Bibcode:2006EPJC...47..263B. doi:10.1140/epjc/s2006-02559-9.
10. R. Bernabei та ін. (2007). On electromagnetic contributions in WIMP quests. International Journal of Modern Physics A. Т. 22, № 19. с. 3155. arXiv:0706.1421. Bibcode:2007IJMPA..22.3155B. doi:10.1142/S0217751X07037093.
11. R. Bernabei та ін. (2008). Investigating electron interacting dark matter. Physical Review D. Т. 77. с. 023506. arXiv:0706.1421. Bibcode:2008PhRvD..77b3506B. doi:10.1103/PhysRevD.77.023506.
12. R. Bernabei та ін. (2008). Possible implications of the channeling effect in NaI(Tl) crystals. European Physical Journal C. Т. 53. с. 205. arXiv:0710.0288. Bibcode:2008EPJC...53..205B. doi:10.1140/epjc/s10052-007-0479-0.
13. R. Bernabei та ін. (2008). Investigation on light dark matter. Modern Physics Letters A. Т. 23, № 26. с. 2125. arXiv:0802.4336. Bibcode:2008MPLA...23.2125B. doi:10.1142/S0217732308027473.
14. A. Bottino та ін. (2003). Light Relic Neutralinos. Physical Review D. Т. 67. с. 063519. arXiv:hep-ph/0212379. Bibcode:2003PhRvD..67f3519B. doi:10.1103/PhysRevD.67.063519.
15. A. Bottino та ін. (2003). Lower Bound on the Neutralino Mass from New Data on CMB and Implications for Relic Neutralinos. Physical Review D. Т. 68. с. 043506. arXiv:hep-ph/0304080. Bibcode:2003PhRvD..68d3506B. doi:10.1103/PhysRevD.68.043506.
16. A. Bottino та ін. (2004). Light Neutralinos and WIMP direct searches. Physical Review D. Т. 69. с. 037302. arXiv:hep-ph/0307303. Bibcode:2004PhRvD..69c7302B. doi:10.1103/PhysRevD.69.037302.
17. D.T. Smith, N. Weiner (2005). The Status of Inelastic Dark Matter. Physical Review D. Т. 72, № 6. с. 063509. arXiv:hep-ph/0402065. Bibcode:2005PhRvD..72f3509T. doi:10.1103/PhysRevD.72.063509.
18. R. Foot (2004). Reconciling the positive DAMA annual modulation signal with the negative results of the CDMS II experiment. Modern Physics Letters A. Т. 19, № 24. с. 1841. arXiv:astro-ph/0405362. Bibcode:2004MPLA...19.1841F. doi:10.1142/S0217732304015051.
19. S. Mitra (2005). Has Dama Detected Self-Interacting Dark Matter?. Physical Review D. Т. 71, № 12. с. 121302. arXiv:astro-ph/0409121. Bibcode:2005PhRvD..71l1302M. doi:10.1103/PhysRevD.71.121302.
20. K.M. Belotsky, T. Damour, M. Yu. Khlopov (2002). Implications of a solar-system population of massive 4th generation neutrinos for underground searches of monochromatic neutrino-annihilation signals. Physics Letters B. Т. 529. с. 10. arXiv:astro-ph/0201314. Bibcode:2002PhLB..529...10B. doi:10.1016/S0370-2693(02)01234-0.
21. K. Belotsky, D. Fargion, M. Khlopov, R.V. Konoplich (2008). May Heavy neutrinos solve underground and cosmic ray puzzles?. Physics of Atomic Nuclei. Т. 71. с. 147. arXiv:hep-ph/0411093. Bibcode:2008PAN....71..147B. doi:10.1007/s11450-008-1016-9.
22. R. Bernabei та ін. (2000). On the investigation of possible systematics in WIMP annual modulation search. European Physical Journal C. Т. 18. с. 283. Bibcode:2000EPJC...18..283B. doi:10.1007/s100520000540.
23. Matson, John (6 травня 2011). WIMP Wars: Astronomers and Physicists Remain Skeptical of Long-Standing Dark Matter Claim. Scientific American. Архів оригіналу за 7 травня 2011. Процитовано 12 квітня 2011.

Посилання

• The DAMA Project [Архівовано 2 листопада 2013 у Wayback Machine.]