前回に引き続き、2018年度の50号目のネイチャーのハイライトより。
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素粒子物理学：暗黒物質のシグナルはまだ見つからず
Nature 564, 7734
2018年12月6日
素粒子物理学：暗黒物質のシグナルはまだ見つからず
Nature 564, 7734
2018年12月6日
暗黒物質は、宇宙背景放射の特性や銀河と銀河団の観測結果を説明するのに必要であると考えられている。弱く相互作用する重い粒子（WIMP）は、広く受け入れられている暗黒物質候補であるが、1つの例外を除いて、そのようなシグナルは見つかっていない。その例外は、DAMAコラボレーションによって得られたもので、DAMAは、観測事象の割合には統計的に有意な年周変化が見られると主張している。COSINE-100実験は、DAMAの実験を再現するように設計された。COSINE-100コラボレーションの一員であるC Haたちは今回、この実験の初期の結果について報告している。COSINE-100実験のデータでは、暗黒物質との相互作用の兆候は見られなかった。この実験はまだ進行中であり、最終的には事象の年周変化があるかどうか決定できるだろう。
Letter p.83
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※現時点で、歴史の部分のみ物言いがついています。日本語版は使えませんでした。
※報道の記事のもの
本論文においては、日本語版本誌では、「素粒子物理学：暗黒物質の相互作用を探査するためのヨウ化ナトリウム検出器を用いた実験」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
ヨウ化ナトリウム検出器を用いた暗黒物質相互作用の探索実験
となり、Abstractを直訳しますと・・・
銀河と原始放射線の観測は、宇宙が主に非発光暗黒物質でできていることを示唆しています[1,2]。弱相互作用質量粒子（WIMP）[4,5]など、いくつかの新しいタイプの基本粒子が暗黒物質[3]の候補として提案されています。これらの粒子は、例えば地球上の適切な検出器材料中の核と相互作用し、それらを反跳させると予想される。しかし、このような暗黒物質の相互作用からの決定的なシグナルは、多くの共同研究による協調的な努力にもかかわらず、検出されていません[6]。 1つの例外は、DAMAの共同研究による、核相互作用事象の発生率の統計的に有意な（9標準偏差を超える）年次変動の議論が盛んに行われていることです。太陽の周りの地球の軌道運動から生じる銀河のダークマターハローと比較した地球の速度の変化のために、毎年の変調が予想されます。 DAMAは彼らの探知機[7,8,9]で相互作用の出来事の率の変調を観測し、周期と位相はWIMPs[10,11,12]で予想されたものと一致していた。同じターゲット媒体（ヨウ化ナトリウム）を使用してDAMAの結果を再現する目的で、いくつかのグループが実験の開発に取り組んできました[13,14,15,16,17]。ヨウ化ナトリウムの予想されるバックグラウンドを超える過剰な事象の証拠があるかどうかを決定し、年間変調の証拠を探すために、COSINE-100実験はDAMAのモデル独立テストを実行するための標的媒体としてヨウ化ナトリウムを使用します請求。ここで我々は最初の課題[18,19]に関連したCOSINE-100実験の初期操作からの結果を報告する。我々は、COSINE-100からの最初の59.5日のデータにおいて、予想されるバックグラウンドを超える過剰なシグナルのような事象を観察しない。いわゆる標準暗黒物質ハローモデルを仮定すると、この結果はDAMAの共同研究[20,21,22,23]によって観察された年次変調の原因としてのスピンに依存しないWIMP-核子相互作用を除外している。 WIMPとナトリウムの相互作用断面積の除外限界は、90 GeSレベルで10-GeV c-^2のWIMPに対して1.14×10 ^-40 cm^ 2です。 COSINE-100実験はさらに2年間データを収集し続け、DAMAの共同研究によって観測された年間変調のモデルに依存しないテストを可能にします。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Letter p.83
Data availabilityによりますと・・・
本研究の知見を裏付けるデータは、妥当な要求に応じて対応する著者から入手可能である。図1および2のソースデータ。 1〜4は、オンライン版の論文で提供されています。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「光物理学：極端紫外放射の屈折」を取り上げます。
