دو آزمایش آشکارسازی مستقیم [ماده تاریک] هیچ شاهدی مبنی بر وجود سیگنال‌های گزارش‌شده در دو آزمایش پیشین نشان نداد.

آزمایش DAMA/NaI در سال ۱۹۹۷ سیگنالی را رصد کرد که تغییرپذیری سالانه آن نشان‌دهنده ماده تاریک بود. با وجود آزمایش‌های بعدی DAMA/LIBRA که نتایج مشابهی به همراه داشت، ادعای آشکارسازی مستقیم ماده تاریک تردیدهایی را در میان جامعه فیزیک برانگیخت. دو آزمایش همتای ANAIS-112 و COSINE-100 با استفاده همان طراحی اولیهDAMA/NaI و DAMA/LIBRA برای آزمودن این ادعاها شکل گرفتند. در سال ۲۰۲۱ مشخص شد که اولین مجموعه داده از ANAIS-112 هیچ تغییری نشان نمی‌دهد و به‌طور غیرقطعی این فرضیه که ماده تاریک علت رصدهای پیشین بوده را رد کرد (بهExperiment Casts Doubt on Potential Dark Matter Find مراجعه کنید). اکنون پژوهش جدیدی که داده‌های ANAIS-112 و COSINE-100 را ترکیب کرده، با اطمینان بیشتری توضیح مربوط به ماده تاریک را رد کرده است [۱].

تمام آزمایش‌ها با هدف جست‌وجوی ردی از ذرات پرجرم با برهم‌کنش ضعیف (WIMPها) طراحی شده بودند که از هسته‌های هدف یدیدسدیم پراکنده می‌شوند. چنین ردی باید شامل نوسان سالانه مشخصی باشد، چرا که سرعت آشکارساز نسبت به ماده تاریک راهِ شیری با چرخش زمین به دور خورشید تغییر می‌کند. رصدهای این نوسانات با آزمایش‌های DAMA/NaI و DAMA/LIBRA با دیگر آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم و پیش‌بینی‌های مدل ناسازگار است. اما تا پیش از این تکرارپذیری این رصدها با استفاده از تکنیک‌های یکسان به‌طور قوی مورد بررسی قرار نگرفته بود.

آزمایش‌های ANAIS-112 و COSINE-100 با گنجاندن برخی ویژگی‌های اضافی به منظور کاهش نوفه‌های پس‌زمینه و افزایش نرخ شناسایی رخدادها چنین آزمایشی را ممکن ساختند. تجزیه‌وتحلیل‌های آماری مجموعه داده‌های ترکیبی آزمایش‌های جدید هیچ شواهد قابل‌توجهی از تغییرات سالانه در محدوده‌های انرژی مورد نظر نشان نداد. این نتیجه عملاً منشاء ماده تاریک را برای سیگنال DAMA/LIBRA رد می‌کند. اگر چه این پژوهش توضیحی برای این رصدهای بحث‌برانگیز ارائه نمی‌دهد، اما محققان می‌گویند که این نتیجه به جامعه تحقیقاتی ماده تاریک اجازه می‌دهد تا جست‌وجوهای آتی را بدون نگرانی از مانع ادعایی حل‌نشده انجام دهند.

[1] N. Carlin et al. (COSINE-100 Collaboration, ANAIS-112 Collaboration), “Combined annual modulation dark matter search with COSINE-100 and ANAIS-112,” Phys. Rev. Lett. 135, 121002 (2025).

منبع:

Experiments Refute Dark Matter Claim