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PandaX impose de nouvelles limites à la recherche de matière noire légère via des signaux d’ionisation

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PandaX impose de nouvelles limites à la recherche de matière noire légère via des signaux d’ionisation

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Image décrivant le principe de détection de la matière noire claire par PandaX. La matière noire claire se disperse avec des électrons dans le détecteur PandaX-4T. Crédit : Collaboration PandaX

Des équipes de physiciens du monde entier tentent de détecter la matière noire, une substance insaisissable qui n’émet, n’absorbe ni ne réfléchit la lumière. Parce qu’elle manque d’interactions avec les forces électromagnétiques, la matière est très difficile à observer directement, et donc la plupart des chercheurs recherchent plutôt des signaux résultant de ses interactions avec d’autres particules dans son environnement.

L’expérience PandaX est un effort de recherche dédié à la recherche de matière noire à l’aide de données recueillies par le détecteur d’astrophysique et de particules Xenon, situé au China Jinping Underground Laboratory (CJPL) dans le Sichuan, en Chine. Dans un article de recherche récent publié dans Lettres d’examen physiqueles chercheurs impliqués dans cette expérience à grande échelle ont publié les résultats de leurs dernières recherches sur la matière noire claire (c’est-à-dire l’interaction faible des particules massives de masse inférieure à 1 GeV).

« Actuellement, il existe de fortes limitations pour les candidats de matière noire de masse lourde dérivés de résultats nuls dans les expériences de détection directe avec des détecteurs au xénon », ont déclaré Yue Ming, Cheng Lin et Ning Zhou à Tech Xplore, au nom de la collaboration PandaX. Cependant, les recherches conventionnelles ne sont pas sensibles à la matière noire de masse légère (moins de GeV/c2) en raison du seuil d’énergie de détection. L’utilisation du signal d’ionisation uniquement (S2 uniquement) pour rechercher de la matière noire de masse légère peut abaisser le seuil d’énergie De ~ 1 keV à 0,1 keV Les analyses de données précédentes de S2 uniquement dans des détecteurs au xénon n’ont pas été en mesure de modéliser le fond, ce qui a empêché des recherches efficaces et sensibles de matière noire de masse légère.

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Dans les détecteurs biphasiques au xénon, tels que le détecteur PandaX, la matière noire peut généralement se manifester via des signaux instantanés de luminescence (S1) et d’ionisation (S2). Pour réduire le seuil d’énergie auquel ce signal peut être détecté, Meng, Lin, Zhou et leurs collègues se sont concentrés sur le second de ces signaux (S2), le soi-disant signal d’ionisation, qui se produit lorsque les électrons sont ionisés à partir d’atomes de xénon, et puis extrait du xénon liquide sous champ électrique.

« Nous nous sommes concentrés uniquement sur les données d’ionisation, car le signal d’ionisation S2 est amplifié dans le champ électrique élevé dans la région du gaz xénon, et l’exigence S1 est assouplie », ont expliqué les chercheurs. Au cours de la mise en service de PandaX-4T, environ 90 jours de données ont été collectées. Nous avons d’abord supprimé l’aveugle de la région de contrôle pour valider l’estimation du bruit de fond, puis supprimé l’aveugle de la région de signal pour tester le signal de matière noire de masse légère. Au final, aucune différence significative un excès a été observé et nous avons dérivé des contraintes sur les particules de matière noire claire.

Bien que ces derniers travaux de la collaboration PandaX n’aient pas abouti à des observations de signaux indiquant la présence de matière noire claire, ils ont permis aux chercheurs d’imposer des limites plus strictes à la détection de ce type de matière noire en recherchant des signaux d’ionisation. Ces limitations limitent une masse de l’ordre de 40 MeV/c2 à 10 gv/c2 Pour l’interaction de la matière noire avec l’électron ponctuel, 100 MeV/c2 à 10 gv/c2 pour l’interaction de la matière noire avec un électron via un milieu lumineux, et 3,2 à 4 GeV/c2 pour l’interaction matière noire–nickel indépendante du spin.

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« C’est la première fois que seuls les fonds ionisants ont été compris et modélisés dans des chambres de projection temporelle au xénon liquide modernes avec un seuil d’énergie faible au niveau des électrons », ont déclaré Ming, Lin et Zhu. « Les résultats fournissent les contraintes les plus strictes à ce jour sur les interactions possibles des particules de matière noire sur de larges plages de masse allant jusqu’à environ 40 MeV/c.2 à 10 gv/c2selon le type d’interaction. La nouvelle frontière se rapproche de l’espace des paramètres que les chercheurs s’attendent à ce que les particules de matière noire produites par des mécanismes cryogéniques et cryogéniques dans l’univers primitif pourraient habiter. »

De nouvelles contraintes développées par la collaboration PandaX pourraient faciliter de nouvelles recherches sur la matière noire légère en utilisant les données collectées par les détecteurs biphasiques au xénon. Pendant ce temps, le détecteur PandaX collecte plus de données à un niveau de fond inférieur, ce qui pourrait aider à imposer des limites de plus en plus strictes à la matière noire claire, contribuant potentiellement à sa détection à l’avenir.

« L’essai PandaX-4T continue de collecter des données et d’améliorer la sensibilité de ses recherches », ont ajouté Meng, Lin et Zhou. « Sur la seule base de notre meilleure compréhension de l’arrière-plan S2, nous prévoyons de le supprimer davantage en développant un meilleur algorithme de discrimination avec plus de données collectées et / ou en améliorant le cas d’exécution pour supprimer les origines de ces arrière-plans. »

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Plus d’information:
Shuaijie Li et al, Recherche de matière noire claire à l’aide de signaux d’ionisation dans l’expérience PandaX-4T, Lettres d’examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.130.261001

Informations sur la revue :
Lettres d’examen physique


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Qui sera le premier à piloter le vaisseau spatial Boeing Starliner le mois prochain ?

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Qui sera le premier à piloter le vaisseau spatial Boeing Starliner le mois prochain ?
Les astronautes de la NASA seront les premiers à se lancer dans l'espace à bord de la capsule Starliner de Boeing le 6 mai.

Boeing devrait lancer sa capsule Starliner dans l'espace le mois prochain, et elle sera pilotée par deux astronautes qualifiés de la National Aeronautics and Space Administration (NASA). NBC mentionné.

Les astronautes de la NASA Barry « Butch » Wilmore et Sunita Williams seront les premiers dans l'espace à bord du premier vol d'essai en équipage de Boeing vers la Station spatiale internationale (ISS) le 6 mai.

Ils sont arrivés jeudi au Kennedy Space Center de l'agence en Floride et y resteront jusqu'au lancement.

« C'est là que le caoutchouc rencontre la route, là où nous quittons cette planète, et c'est plutôt cool », a déclaré Williams lors d'une conférence de presse après son arrivée.

Des astronautes vétérans et d’anciens pilotes d’essai de l’US Navy ont été sélectionnés par la NASA en 2022.

Wilmore, originaire du Tennessee et commandant de mission, a effectué deux vols spatiaux précédents, passant 178 jours dans l'espace.

Il a piloté la navette spatiale Atlantis jusqu'à la station spatiale en 2009 et s'est lancé en orbite à bord d'un vaisseau spatial russe Soyouz en 2014 en tant que membre de l'équipage de l'Expédition 41.

Williams, originaire du Massachusetts, est le pilote de mission qui a déjà effectué deux séjours à bord de la Station spatiale internationale, totalisant 322 jours dans l'espace.

Elle s’est d’abord envolée vers la Station spatiale internationale à bord de la navette spatiale Discovery et y est restée environ six mois.

En 2012, Williams est retourné dans l’espace à bord d’un vaisseau spatial Soyouz de fabrication russe, où il est resté environ quatre mois.

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Les astronautes vont désormais passer la semaine prochaine à travailler sur des exercices de préparation et d'entraînement de dernière minute, selon la NASA.

Si l’équipage parvient à la Station spatiale internationale, il y passera environ une semaine avant de retourner sur Terre.

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Le brouillard rencontre les montagnes des Salomon

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Le brouillard rencontre les montagnes des Salomon

Prise par un astronaute à bord de la Station spatiale internationale oblique – oblique Une photo des monts Salomon, au centre du Pakistan. Cette amplitude est due à la lente collision des plaques tectoniques indienne et eurasienne qui a commencé il y a environ 60 millions d'années. Les sommets s'élèvent à plus de 3 000 mètres (10 000 pieds) au-dessus du niveau de la mer dans la partie nord de la chaîne de montagnes, comme le montre cette image.

Les monts Salomon forment une barrière naturelle entre les plateaux à l'ouest et la vallée de l'Indus à l'est. Les vents soufflant de l'océan Indien et de la plaine inondable de l'Indus transportent l'humidité et les particules vers l'intérieur des terres, provoquant des inondations. Un mélange de brume, de brume et de nuages Se former du côté sous le vent de la chaîne de montagnes.

Les nuages ​​et le brouillard ne peuvent pas traverser les terrains montagneux de haute altitude. Flux forcé du terrain Au lieu de cela, des conduits d'air autour de la cuisinière. Cependant, un petit courant de vapeur peut être vu passer à travers des brèches dans la barrière près de la ville de Dana Sar, où il traverse une vallée de montagne.

Une caractéristique unique de la photographie des astronautes de la Terre est la capacité des membres de l'équipage à mettre en valeur les caractéristiques du paysage en prenant des photos de Attentes – Opinions Autre que le rectum (anadir). Cette photo profite de la vue oblique pour mettre en valeur la robustesse des monts Salomon en mettant en valeur les ombres créées par le terrain.

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Photo d'un astronaute ISS070-E-42565 Acquis le 17 décembre 2023 avec un appareil photo numérique Nikon D5 utilisant une focale de 460 mm. Il est fourni par l’installation d’observation de la Terre de l’équipage de la Station spatiale internationale et l’unité des sciences de la Terre et de télédétection du Johnson Space Center. La photo a été prise par l'un des membres Equipage d'expédition 70. L'image a été recadrée et améliorée pour améliorer le contraste, et les éléments de lentille ont été supprimés. le Programme de la Station spatiale internationale Accompagne le laboratoire dans le cadre de Laboratoire national de l'ISS Aider les astronautes à prendre des images de la Terre qui seront d'une grande valeur pour les scientifiques et le public, et rendre ces images librement accessibles sur Internet. Des photos supplémentaires prises par les astronautes et les astronautes peuvent être consultées sur NASA/JSC Portail pour les photographies de la Terre par les astronautes. Commentaire de Kadan Cummings, Jacobs, contrat JETS II à la NASA-JSC.

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Le satellite chinois Einstein Probe prend ses premières photos en orbite – Xinhua

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Le satellite chinois Einstein Probe prend ses premières photos en orbite – Xinhua
Cette image montre une vue prise par le télescope à rayons X à grand champ (WXT) pointé vers le centre de la Voie lactée pendant environ 40 000 secondes. (Centre national des sciences spatiales de l'Académie chinoise des sciences/communiqué via l'agence de presse Xinhua)

BEIJING, 27 avril 2020 (Xinhua) – Le satellite astronomique chinois Einstein Probe, envoyé dans l'espace en janvier de cette année, a capturé les premières images de découverte en orbite, qui ont été présentées lors d'un forum parallèle au Forum Zhongguancun 2024 à Pékin. Le samedi.

Inspiré par les fonctions des yeux de homard, l'EP utilise une nouvelle technologie de détection aux rayons X pour détecter de mystérieux phénomènes transitoires dans l'univers qui clignotent comme des feux d'artifice.

Depuis le lancement de la sonde le 9 janvier de cette année, des tests opérationnels ont été effectués, confirmant la fonctionnalité et les spécifications, a déclaré Yuan Weimin, chercheur principal de la mission EP et chercheur aux Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences. Performances du satellite EP et de ses instruments scientifiques.

Pendant la phase d'exploitation, EP a détecté 17 transitoires de rayons X et 127 éruptions stellaires. Ces résultats ont guidé un groupe de télescopes au sol et dans l'espace lors d'observations ultérieures dans plusieurs bandes d'ondes, a déclaré Yuan.

Yuan a ajouté que l'analyse préliminaire des données de l'EP et d'autres télescopes a confirmé la capacité de l'EP à détecter diverses sources de rayons X et même de nouveaux types d'objets, ainsi que son rôle important dans la révélation de l'évolution de l'univers et de la structure de l'espace-temps.

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« Grâce à de grands efforts, notre équipe a rendu possible cette mission presque impossible », a déclaré Yuan.

Zhang Chen, chercheur principal adjoint à l'EP, a déclaré que la sonde avait pris des images aux rayons X de divers objets célestes pendant sa phase de fonctionnement. Ces observations ont démontré les capacités exceptionnelles des deux instruments scientifiques de l'EP : le télescope à rayons X à grand champ (WXT) pour observer un panorama du ciel en rayons X, et le télescope à rayons X de suivi (FXT) pour fournir une vue rapprochée du ciel aux rayons X. -Affiche et identifie les sources transitoires capturées par WXT.

Zhang a ajouté qu'EP poursuivrait ses activités d'étalonnage en orbite dans les mois à venir.

La mission EP fait partie d’une série de missions scientifiques spatiales dirigées par CAS. Il s'agit également d'une mission de coopération internationale avec la contribution de l'Agence spatiale européenne (ESA), de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE) en Allemagne et de l'agence spatiale française CNES.

La mission vise à aider les scientifiques à capturer la première lumière des explosions de supernova, à rechercher et à localiser les signaux de rayons X accompagnant les événements d'ondes gravitationnelles, et à détecter les trous noirs dormants et d'autres corps célestes faibles, éphémères et variables dans les confins de l'univers.

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