• Monday July 15,2019

Letar efter mörk materia på alla felaktiga ställen

Anonim

David Harris vid symmetri bryter pekar på ett papper och medföljande kommentar om sökandet efter kosmetiska antiprotoner med hög energi genom PAMELA-satelliteringsexperimentet. (Det som definieras som "hög energi" beror på ens uppväxt, vi talar om energier upp till 100 gånger protonens massa.) Intrycket är att detta är ett helt nytt resultat gjutning tvivla på de tidigare påståenden att PAMELA kan ha upptäckt bevis för mörk materia; det är inte riktigt ett riktigt intryck, så det är värt att få allt rakt.

PAMELA-satelliten, ett italienskt / ryskt / tyskt / svenskt samarbete, ser på kosmetiska strålar från höghastighetståg, och ägnar särskild uppmärksamhet åt förekomsten av antimateriel - i princip positroner (anti-elektroner) och anti-protoner. En del av tanken är att en partikel med hög energi partiklar kan helt enkelt vara en partikel som hade legat en stund och accelererades till stora hastigheter av magnetfält eller andra astrofysiska processer, medan du behöver några ganska höga energier för att producera antipartiklar i Förstaplatsen. Säg till exempel från annihilation av mörka materiepartiklar med varandra. Det finns visserligen vissa hög-energikollisioner i den vanliga icke-mörka materien världen, så du förväntar dig att se en viss del av antimateriet, men den andelen bör märkbart minska när du kommer till högre och högre energier.

Så i oktober släppte experimentet två papper tillbaka till baksidan:

En ny mätning av antiproton-till-protonflödesförhållandet upp till 100 GeV i kosmisk strålning
Författare: O. Adriani et al.
arXiv: 0810.4994

Observation av en anomalös positron överflöd i kosmisk strålning
Författare: O. Adriani et al.
arXiv: 0810.4995

Om du tittar noga kommer du att märka det andra pappret har 10 trackbacks till dess abstrakta på arxiv, medan den första inte har någon (tills nu!). Anledningen är tydlig: det andra pappret har ordet "avvikande" i titeln. PAMELA-mätningarna av positrons avviker signifikant från den teoretiska förhoppningen, medan mätningarna av anti-protoner som rapporterats i det första papperet är exakt vad du kanske har förutsagt. Vem vill skriva om observationer som passar teorier vi redan har?

Du kanske kommer ihåg PAMELA positronresultatet som det som skapade en röra när de pratade innan de skickade in sitt papper, och teoretiker i publiken snappade bilder av data med sina kamerakameror och fortsatte att skriva papper om det. De fina teoretikerna.

Här är relevant positronplot, från papper 2 ovan:


Den vertikala axeln är fraktionen av positroner i det totala provet av elektroner + positroner, ritade mot energi. De röda prickarna är data, och den svarta kurvan är den teoretiska förutsägelsen från vanliga astrofysiska processer. Inte den bästa passformen, va? Vid låga energier som inte är en överraskning kan som "väder" -effekter som solaktivitet komma i vägen för att observera lågenergi-positroner. Men vid höga energier bör förutsägelsen vara mer robust, och det är där det är värst. Det är faktiskt ganska tydligt att fraktionen av positrons ökar med energi, vilket är ganska förvirrande, men kan tänkas härröra från mörk materiens utsläpp. Se Resonanser för mer diskussion.

Och här är versionen för antiprotoner, från papper 1 ovan:

Nu är det vad vi kallar en passform till data; igen, en del av antiprotoner ritade mot energi, och data går upp och ner precis som förutsagt.

Det som hände är att PAMELA-samarbetet skickade sitt andra papper (anomalösa positroner) till naturen, och deras första papper (välskötta antiprotoner) till fysiska granskningsbrev . Det senare dokumentet har just nu dykt upp på tryck, vilket var anledningen till att Simon Swordys kommentar i fysiken kom fram, etc. Även om tanken bakom fysik (expertnivån på nyligen publicerade artiklar) är en bra, är den sponsrad av American Physical Society, och låter därför att de enda intressanta artiklarna är de som visas i tidningar publicerade av American Physical Society. Vilken natur är det säkert inte.

Så man kan få intryck av att antiprotonresultatet är ett slag mot tanken att vi ser mörka materiens utsläpp. Vilket det är; om du inte visste något bättre, skulle du säkert förvänta dig att se ett överskott av antiprotoner i mörka materiens utrotning lika säkert som du förväntar dig att se ett överskott positrons. Men det är inte ett nytt slag; papper visade sig på arxiv (vilket är det som verkligen betyder) samtidigt!

Och det är inte ett slag som inte kan återvinnas från. Allt du behöver göra är att förklara att din mörka materia kandidat är "hadrofobisk" och tycker om att förintas i elektroner och positrons snarare än protoner och antiprotoner. Inte en lätt uppgift, men det är därför teoretiker får betalt de orimliga lönerna vi gör. (Utan färdig tillgång till champagne och kaviar kan vi knappt förväntas motivera ovanliga förgreningsförhållanden vid WIMP-förintelser.) Favoritmodellen där ute hör just nu till Arkani-Hamed, Finkbeiner, Slatyer och Weiner, med en ny mätkraft som bryts vid relativt låga energier. Men det finns olika modeller på marknaden, och antalet kommer bara att växa.

Mest sannolikt kommer PAMELA positronöverflödet från något som kan passa ganska snyggt in i standardmodellen för partikelfysik, som pulsar. Det är min gissning, ändå. Lyckligtvis finns det alla slags data som kommer ner i gäddan som hjälper oss att sortera ut det.


Intressanta Artiklar

Galeamopus Pabsti: En ny piska det bra Dinosaur

Galeamopus Pabsti: En ny piska det bra Dinosaur

Den senaste stora unionen av dinosaurivärlden, Galeamopus pabsti , gör sin officiella debut till vetenskapen idag efter att ha gömt sig i vanlig syn. Om du vill sammanfatta sauropoderna, gruppen av växtätande dinosaurier som innehåller de största landdjur som någonsin stampar över vår värld, är det enkelt: litet huvud, lång hals, koliknande kropp och en piskliknande svans. Eller ännu

Sjukdom som en biprodukt av anpassning

Sjukdom som en biprodukt av anpassning

Hur vi uppfattar naturen och beskriver dess form är en fråga om värderingar och preferenser. Naturen tar inte del av våra skillnader; De existerar bara som instrument som hjälper till i vår förståelse. Jag har tagit upp detta i förhållande till frågor som kategorisering av recessiva vs dominerande egenskaper. Avkomman

Gen orsakar hjärtsjukdom hos sydasiatrar

Gen orsakar hjärtsjukdom hos sydasiatrar

En vanlig MYBPC3 (hjärtminosinbindande protein C) variant associerad med kardiomyopatier i Sydasien: Hjärtinsufficiens är en ledande orsak till dödlighet i sydasiatrar. Men dess genetiska etiologi förblir i stort sett okänd1. Kardiomyopatier på grund av sarkomerer är en viktig monogent orsak till hjärtsvikt. Här bes

Hacking and Doomsday Top självkörande bil rädsla online

Hacking and Doomsday Top självkörande bil rädsla online

Silicon Valley tech giganter och Detroit bilproducenter måste övertyga människor att lita på självkörande bilar innan de kan sälja den futuristiska tekniken till kunderna. Det kan vara svårt med tanke på allmänhetens långvariga rädsla och oro för självkörande bilar. En nyligen analyserad AI-assisterad analys av mer än en triljon sociala inlägg avslöjade att skrämda ansikte uttryckssymboler relaterade till självkörande bilar ökade från 30 procent av alla uttryckssymboler som användes på ämnet till 50 procent senast 2016. De största bekymmerna so

Blockbuster Nor 'Easter som sett från rymden

Blockbuster Nor 'Easter som sett från rymden

| Uppdatering: Se de två nya spektakulära satellitbilderna jag har lagt till nedan. | När jag skriver detta inlägg, är det klockan 11:30 på den amerikanska östkusten och tung snö fallit från New York City hela vägen norrut till New Hampshire. Mer än 29 miljoner människor är under en snöstorm varning. Väderbloggar

Hjärnan har en blind punkt för  'Unknown Unknowns '

Hjärnan har en blind punkt för 'Unknown Unknowns '

En konspirationsteori är en inbjudan till en spännande alternativ verklighet där ingenting är helt som det verkar. Det är roligt att tvinga konventionell visdom, siktande genom tecken, avslöja förlorad kunskap och hemliga tomter. Men vi tror inte alls på saker bara för det roliga. För att vi verkligen ska tro på något, måste det verka troligt. Hur kan vi