Sterrekunde

Donker materie-opsporing

Donker materie-opsporing


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mj UN ch kh HS Tm xg Wu Rk UB

'N Vraestel verskyn op arXiv.org (in April of Mei) en beweer dat die skrywers die gammastrale wat deur die vernietiging van donker materie uitgestraal is, in 'n satellietstelsel van die Melkweg gevind het deur die Fermi-data te ondersoek. Ek kan hierdie artikel nie meer vind nie. (Dit is moontlik dat die skrywers die artikel teruggetrek het.) Het iemand gammastralings waargeneem wat uitgestraal word deur neutralino (of enige ander donker materie) vernietiging?


Is dit die artikel wat David H opgemerk het, deur Geringer-Sameth et al. (2015)? As dit so is, moet ek daarop wys dat hulle nie die eerste is nie. Net met behulp van Wikipedia het ek Weniger (2012) en Albert et al raakgeloop. (2008).

Geringer-Sameth et al. Se opsomming lui (gedeeltelik)

Ons bied 'n soektog na gammastraalemissie uit die rigting van die nuut ontdekte dwergstelsel Reticulum 2 ... Reticulum 2 het die belangrikste gammastraalsein van enige bekende dwergstelsel. As Reticulum 2 'n donker materie-stralekrans het wat soortgelyk is aan dié wat afgelei word vir ander nabygeleë dwerge, stem die sein ooreen met die s-golf oorblyfsel-dwarsdeursnee vir vernietiging.

Albert et al. het ook 'n dwergstelsel bestudeer:

Die nabygeleë dwerg-sferoidale sterrestelsel Draco, met sy hoë massa-tot-lig-verhouding, is een van die gunstigste teikens vir indirekte donker materie (DM) soektogte. Uitwissing van hipotetiese DM-deeltjies kan lei tot hoë-energie γ-strale, byvoorbeeld uit neutralino-vernietiging in die supersimmetriese raamwerk. 'N Soektog na 'n moontlike DM-sein wat van Draco afkomstig is, is gedurende 2007 met die MAGIC-teleskoop gedoen.

Die punt is dat dit al voorheen gedoen is. Hierdie mense is nie die eerste nie.


Het iemand werklik gammastrale waargeneem wat deur neutralino (of enige ander donker materie) vernietig word, opgespoor?

Meer ontleding is waarskynlik nodig. Ek haal die vraestel self aan:

Terwyl Ret2 se X-straalsignaal tergend is, is dit voortydig om tot die gevolgtrekking te kom dat dit 'n donker materie-oorsprong het. Onder alternatiewe verklarings is die moontlikheid dat 'n ekstragalaktiese bron in dieselfde rigting lê, miskien die alledaagsste. Deur die BZCAT [54] en CRATES [55] katalogusse te soek, word 'n CRATES-kwasar (J033553-543026) aangetoon, wat 0:46 van Ret2 is. Verdere werk moet gedoen word om vas te stel of hierdie spesifieke bron tot die emissie bydra, alhoewel ons opmerk dat radiokwasars by spektrum selde 'n spektrale indeks van minder as 2 [56] het. Een van die veelbesproke astrofisiese verklarings vir die skynbare oormaat van die Galactic Center is millisekonde pulsars [24, 26, 57 {61]. In die geval van Ret2 is dit die hoë-energie gedrag wat 'n pulsarmodel ongunstig maak, aangesien millisekonde pulsars 'n eksponensiële afsnyding vertoon rondom 2,5 tot 4 GeV [26, 30, 61 {64]. Alternatiewelik kan hoë-energie kosmiese straalproduksie moontlik in die omgewing van jong massiewe sterre ontstaan. Komende fotometriese en spektroskopiese analise van Ret2 sal hierdie moontlikheid nagaan.

Moenie tot gevolgtrekkings kom nie. Hulle het nie. Dit stink, maar die antwoord op u vraag is: "Niemand is seker nie."


Donker materie is die waarskynlikste bron van oormaat gammastrale vanaf die galaktiese middelpunt

Krediet: ESO / FERMI-LAT

In die onlangse verlede het ruimtemissies gewy aan die studie van astrofisiese seine in die hoë-energiespektrum 'n reeks raaiselagtige buitensporighede aan die lig gebring wat nie deur die teoretiese modelle voorspel is nie. Om 'n verklaring vir hierdie afwykings te vind, is baie oplossings voorgestel. Die opwindendste hipotese roep die bydrae op van die ontwykende donker materie, die geheimsinnige vorm van materie wat vier keer meer voorkom as baryoniese materie, en waarvan wetenskaplikes tot dusver slegs gravitasie-effekte bespeur het.

Twee onlangse teoretiese studies wat uitgevoer is deur Mattia di Mauro, navorser van die Turyn-afdeling van INFN, waarvan een vandag verskyn het in Fisiese oorsig D, bevestig dat hierdie verklaring versoenbaar is met gemete oormaat, en demonstreer verder dat dit nie weerlê word deur moontlike afwykings tussen teoretiese en waarnemingsdata nie. Die behaalde resultate is gebaseer op 'n innoverende en verfynde analise wat die data wat die afgelope 11 jaar deur die hoofinstrument aan boord van die NASA se Fermi, die Fermi Large Area Telescope (LAT), opgedoen het, vergelyk met metings van ander astronomiese afwykings wat opgeteken is deur die Pamela-detector wat wentel en deur die Alpha Magnetic Spectrometer-eksperiment (AMS-02) aan boord van die Internasionale Ruimtestasie. Pamela en AMS word bestuur deur internasionale samewerking waarin INFN 'n deurslaggewende rol speel.

Die astrofisikagemeenskap het vanaf 2009, die jaar waarin Fermi-metings 'n oorskot fotone met energiee gelyk aan of meer as 1 GeV (2000 keer die massa van 'n elektron) getoon, uit die middel van ons sterrestelsel getoon. op verskillende maniere, insluitend die moontlike teenwoordigheid van duisende swak pulse naby die galaktiese middelpunt en die potensiële gammastraalbydrae wat deur donker materie verskaf word. Hierdie ontledings was onderhewig aan groot onsekerheid, aangesien hulle verwys het na modelle van die sogenaamde astrofisiese gammastraalagtergrond, geproduseer deur kosmiese strale of deur bekende bronne, wat weliswaar 'n sekere veranderlikheid kan insluit, maar onderhewig is aan groot foute.

Om die gammastraal-oormaat-eienskappe meer presies te beskryf en te evalueer of dit regtig versoenbaar is met donker materie, het die nuwe studie gebruik gemaak van die breedste stel data wat die afgelope jaar deur die LAT versamel is, en gebruik 'n ontledingstegniek wat die minimum beperk die onsekerhede van die astrofisiese agtergrond deur die gebruik van verskeie modelle. "Die gebruikte analisemetodologie," verduidelik Mattia di Mauro, "het baie relevante inligting verskaf oor die ruimtelike verspreiding van oortollige gammastraling, wat kan verklaar wat die oormaat hoë-energie fotone in die galaktiese middelpunt genereer. byvoorbeeld, veroorsaak deur die wisselwerking tussen kosmiese strale en atome, sou ons verwag om die groter ruimtelike verspreiding by laer energieë en die laer verspreiding by hoër energieë as gevolg van die voortplanting van kosmiese deeltjies waar te neem. My studie daarenteen onderstreep hoe ruimtelik verspreiding van die oormaat verander nie as 'n funksie van energie nie. Hierdie aspek is nog nooit vantevore waargeneem nie en kan verklaar word deur donker materie teenwoordigheid donker materie interpretasie. Dit is omdat ons van mening is dat die deeltjies wat die halo van die donker materie saamstel soortgelyke energie moet hê. ontleding toon duidelik dat die oormaat gammastrale in die galaktiese middelpunt gekonsentreer is, presies wat ons in die hart van die Melkweg sou verwag. Hoe donker materie eintlik 'n nuwe soort deeltjie is. '

'N Tweede studie, wat in dieselfde tydskrif gepubliseer sal word, ondersoek die geldigheid van die donker materie hipotese aan die hand van die voorspellings van 'n groter model wat moontlike deeltjie-interaksies van hierdie ontwykende komponent van die heelal beskryf. 'N Teoretiese model het getoon hoe die bestaan ​​van donker materie-deeltjies nie weerlê word deur ander afwykings wat in die astrofisiese agtergrond aangeteken is nie. Dit sluit in die oormaat positrone wat deur Pamela en AMS-02 gemeet word, as dit toegeskryf word aan 'n oorskot aan donker materie, en die nie-opsporing van hoë-energie fotone uit dwergstelsels naby aan ons, waarvan die sterrebewegings die teenwoordigheid van hoë konsentrasies van donker materie.

Di Mauro sê: "Vanuit die fisiese model wat in hierdie tweede studie ontwikkel is, na oorweging van verskillende resultate vir die interaksie en vernietiging van donker materie-deeltjies, alternatiewe wat die produksie van hoë-energie fotone voorafgaan, het ons nagegaan watter van hierdie moontlikhede die beste gegun word met die oormaat gammastrale van die galaktiese middelpunt, terwyl daar ook rekening gehou word met die oorskot van positrone en die nie-opsporing van gammastrale uit dwergstelsels. Hierdie vergelyking het dit moontlik gemaak om akkurate eienskappe van die donker materie af te lei, eienskappe wat verenigbaar is met die galaktiese middelmatige oormaat en die boonste perke gevind met ander deeltjiedata. "


Dark Matter Detection - Sterrekunde

Waarnemings van die rotasiesnelheid van spiraalstelsels, die opsluiting van warm gas in sterrestelsels en trosse sterrestelsels, die willekeurige bewegings van sterrestelsels in trosse, die gravitasie-lens van agtergrondvoorwerpe en die waargenome skommelinge in die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling vereis die teenwoordigheid van addisionele swaartekrag, wat verklaar kan word deur die bestaan ​​van donker materie.

Die getuienis dui daarop dat die massa donker materie in sterrestelsels, sterrestelsels en die heelal in sy geheel ongeveer vyf of ses keer groter is as die massa gewone liguitstralende materie waaruit sterre, planete, gas en stof bestaan.

Een moontlikheid, wat deur die meeste astrofisici onwaarskynlik geag word, is dat 'n wysiging van die teorie van swaartekrag die effek van donker materie kan verklaar.

Die aard van donker materie is onbekend. 'N Groot hoeveelheid bewyse dui aan dat dit nie baryoniese materie kan wees nie, dit wil sê protone en neutrone. Die voorkeurmodel is dat donker materie meestal bestaan ​​uit eksotiese deeltjies wat gevorm is toe die heelal 'n fraksie van 'n sekonde oud was. Sulke deeltjies, wat 'n uitbreiding van die sogenaamde Standaardmodel van elementêre deeltjiefisika benodig, kan WIMP's (massiewe deeltjies met 'n swak interaksie), of aksies, of steriele neutrino's wees.

Verskeie soorte eksperimentele soeke na kandidate vir donker materie word deur 'n aantal ondersoekers nagestreef: die direkte opsporing van donker materie-deeltjies met behulp van innoverende nuwe detektore, die opsporing van X-strale of gammastrale deur die verval of vernietiging van donker materie-deeltjies en die opsporing van deeltjies van donker materie wat geskep word deur botsings van protone met hoë energie.


Die raaisel oor die donker materie verdiep met die afsterwe van 'n gerapporteerde opsporing

Deur Tom Siegfried

'N Laboratorium berei 'n module voor wat natriumjodied bevat vir gebruik in die ANAIS-eksperiment, ontwerp om donker materie op te spoor, in 'n ondergrondse laboratorium in Spanje.

ANAIS / CAPA, Universidad Zaragoza

Deel dit:

In raaiselverhale word die hoofverdagte byna altyd vrygespreek voor die einde van die boek. Gewoonlik omdat 'n belangrike bewys verkeerd blyk te wees.

In die wetenskap is sleutelbewyse veronderstel om reg te wees. Maar soms is dit nie. In die raaisel van die onsigbare "donker materie" in die ruimte, is bewyse wat een hoofverdagte betrek, nou direk ontmasker. WIMP's, klein deeltjies wat algemeen as kandidate vir donker materie beskou word, het nie verskyn in 'n eksperiment wat spesifiek ontwerp is om die eensame vorige studie te toets wat beweer dat dit opspoor nie.

Vir dekades het fisici besef dat die meeste van die heelal se materie niks soos aardse materie is nie, wat meestal van protone en neutrone gemaak word. Gravitasie-invloede op sigbare materie (sterre en sterrestelsels) dui aan dat sommige donker dinge van onbekende identiteit die kosmos deurdring. Gewone materie beslaan minder as 20 persent van die kosmiese materie-oorvloed.

Teken in vir die nuutste van Wetenskapnuus

Opskrifte en opsommings van die nuutste Wetenskapnuus artikels, by u posbus afgelewer

Om onverwante redes het teoretici ook lank voorgestel dat die natuur geheimsinnige soorte klein deeltjies besit wat voorspel word deur 'n teoretiese wiskundige raamwerk bekend as supersimmetrie, of kortweg SUSY. Hierdie deeltjies sal volgens subatomiese standaarde massief wees, maar sal slegs swak met ander materie interaksie hê, en staan ​​dus bekend as Swak interaksie met massiewe deeltjies, dus WIMP's.

Van die vele moontlike spesies WIMP's, moet een (vermoedelik die ligste een) die eienskappe hê wat nodig is om die donker materie wat met die beweging van sterre en sterrestelsels omgaan, te verklaar (SN: 27/12/12). In die vorige eeu het soektogte na WIMP's begin in 'n poging om hul bestaan ​​te demonstreer en te identifiseer uit watter spesies die donker materie bestaan.

In 1998 het een navorsingspan oënskynlike sukses aangekondig. 'N Eksperiment genaamd DAMA (vir DArk MAtter, verstaan ​​dit?), Bestaande uit 'n deeltjieverklikker wat onder die Italiaanse Alpe begrawe is, het skynbaar deeltjies opgespoor met eienskappe wat ooreenstem met sommige fisici se verwagtinge vir 'n donker materie sein.

Dit was 'n lastige eksperiment om uit te voer, met die veronderstelling dat die ruimte vol swerms WIMP's is. 'N Detektor wat stukkies natriumjodied bevat, moet 'n flits lig afgee as dit deur 'n WIMP getref word. Maar ander deeltjies van natuurlike radioaktiewe stowwe sal ook ligflitse oplewer, selfs al is WIMP's 'n mite.

Die eksperimente neem dus 'n slim voorstel aan wat vroeër deur fisici Katherine Freese, David Spergel en Andrzej Drukier voorgestel is, wat formeel 'n jaarlikse modulasietoets genoem word. Maar laat ons dit maar die benadering van Junie-Desember noem.

Terwyl die aarde om die son wentel, beweeg die son ook om die Melkwegstelsel, gedra deur 'n spiraalarm in die rigting van die sterrebeeld Cygnus. As die sterrestelsel regtig vol WIMP's is, moet die son voortdurend daardeur ploeg en 'n 'WIMP-wind' opwek. (Dit is soos die wind wat jy voel as jy jou kop by die venster van 'n bewegende motor uitsteek.) In Junie beweeg die aarde se baan dit in dieselfde rigting as die son se beweging rondom die sterrestelsel - die wind in. Maar in Desember beweeg die aarde die teenoorgestelde rigting weg van die wind af. Dus sal meer WIMP's die aarde in Junie moet tref as in Desember. Dit is net soos die manier waarop u motor se voorruit in meer reëndruppels breek as u vorentoe ry as om agteruit te ry.

As die son deur die ruimte beweeg, moet dit bots met die deeltjies van die donker materie wat WIMP's genoem word, indien dit bestaan. Wanneer die Aarde en die rewolusie dit in dieselfde rigting as die son dra, in die somer, moet die gevolglike "WIMP-wind" sterker vertoon, met meer WIMP-botsings in Junie as in Desember.

GEOATLAS / GRAPHI-OGRE, AANGEPAS DEUR T. DUBÉ

Op 'n astrofisika-konferensie in Parys in Desember 1998 het Pierluigi Belli van die DAMA-span 'n duidelike sein (of ten minste 'n sterk wenk) gerapporteer dat meer deeltjies in Junie as Desember aangekom het. (Meer presies, die resultate het 'n jaarlikse modulasie in die frekwensie van ligflitse getoon, met 'n hoogtepunt van ongeveer Junie met 'n minimum in Desember.) Die DAMA-data het aangedui dat 'n WIMP weeg op 59 miljard elektronvolt, ongeveer 60 keer die massa van 'n proton.

Maar sommige kenners het kommer gehad oor die data-ontleding van die DAMA-span. En ander soektogte na WIMP's, met verskillende detektors en strategieë, moes WIMP's gevind het as DAMA reg was - maar nie. Tog het DAMA volgehou. 'N Gevorderde weergawe van die eksperiment, DAMA / LIBRA, het die verskil in Junie-Desember steeds gevind.

Miskien was DAMA meer sensitief vir WIMP's as ander eksperimente. Die ander soektogte het immers nie DAMA se metodes gedupliseer nie. Sommige het ander stowwe as natriumjodied as opsporingsmateriaal gebruik, of gekyk vir effense temperatuurstygings as 'n teken van 'n WIMP-botsing eerder as ligflitse.

Wat die saak betref, is WIMP's miskien nie wat teoretici oorspronklik gedink het nie. DAMA het aanvanklik 60 protonmassa-WIMP's gerapporteer op grond van die oortuiging dat die WIMP's met jodiumatome gebots het. Maar latere data dui daarop dat die WIMP's miskien natriumatome tref, wat beteken dat 'n veel ligter WIMP-massa is - ligter as wat ander eksperimente optimaal ontwerp is om op te spoor. Nog 'n moontlikheid: miskien was spoorhoeveelhede van die metaalelement thallium (baie swaarder atome as jodium of natrium) die WIMP-teikens. Maar in 'n onlangse oorsig van die voorstel is weer eens bevind dat die DAMA-uitslae nie met die afwesigheid van 'n sein in ander eksperimente kon versoen word nie.

En nou is DAMA se hoop op regverdiging verder verpletter deur 'n nuwe ondergrondse eksperiment, hierdie een in Spanje. Wetenskaplikes met die ANAIS-samewerking het die Junie-Desember-metode met natriumjodied herhaal, in 'n poging om DAMA se resultate weer te gee met dieselfde metode en materiale. Na drie jaar se werking meld die ANAIS-span geen teken van WIMP's nie.

Om eerlik te wees, berus die gevolgtrekking nie-WIMP op baie gevorderde tegniese ontledings. Dit is nie net 'n kwessie van ligflitse nie. U moet noukeurige data versamel oor die gedrag van nege verskillende natriumjodiedmodules. U moet regstel vir die teenwoordigheid van seldsame radioaktiewe isotope wat gegenereer word deur kosmiese stralingsbotsings terwyl die modules nog in aanbou was. En dan is die statistiese ontleding wat nodig is om 'n winter-somer-seinverskil te onderskei, nie iets wat u tuis moet probeer nie (tensy u ten volle vertroud is met dinge soos die minste vierkantige periodogram of die Lomb-Scargle-tegniek). Plus, ANAIS gaan voort, met planne om nog twee jaar data in te samel voordat 'n finale ontleding uitgereik word. Die oordeel oor DAMA se WIMP's is dus nie noodwendig finaal nie.

Nietemin lyk dit nie goed vir WIMP's nie, ten minste vir die WIMP's wat gemotiveer word deur geloof in supersimmetrie.

Ongelukkig vir SUSY-aanhangers is soeke na WIMP's uit die ruimte nie die enigste slegte nuus nie. Pogings om WIMP's in deeltjiesversnellers te vervaardig, het ook tot dusver misluk. Donker materie kan dalk net uit 'n ander soort subatomiese deeltjie bestaan.

As dit die geval is, sou dit 'n intrige wees wat Agatha Christie waardig is, soos Poirot die moordenaar blyk te wees. Vir simmetrie is fisici 'n lang betroubare vriend, wat baie groot suksesse gelei het, van Einstein se relatiwiteitsteorie tot die standaardmodel van deeltjies en kragte.

Die versuim om SUSY deeltjies tot dusver te vind, beteken nogtans nie noodwendig dat dit nie bestaan ​​nie. Supersimmetrie is miskien nie so eenvoudig soos wat dit gelyk het nie. En SUSY deeltjies is dalk net moeiliker om op te spoor as wat wetenskaplikes oorspronklik aangeneem het. Maar as supersimmetrie nie so super blyk te wees nie, moet wetenskaplikes besin oor die maniere waarop geloof in simmetrie hulle kan dwaal.


Donker materieverklikker haal onverklaarbare en 'onverwagte' seine op

Kan dit nuwe fisika wees? Of is dit 'n eenvoudige geval van besoedeling?

Die detector by Gran Sasso

'N Ondergrondse eksperiment met 'n donker materie, ongeveer 'n kilometer onder die Abruzzo-gebergte in Italië, het onverklaarbare "oortollige gebeure" bespeur, wat daarop dui dat navorsers op 'n prikkelende nuwe fisika afgekom het. Die Xenon1T-eksperiment, soos dit bekend staan, het 'n rekord vir interessante fisika-waarnemings. Verlede jaar het dit 'die skaarsste gebeurtenis wat ooit aangeteken is' waargeneem - maar die agtergronddata wat deur die masjien versamel is, het moontlik beter gevaar.

In 'n nuwe studie, gepubliseer op die preprint-bediener arXiv en nog te beoordeel word, rapporteer navorsers met die Xenon-samewerking 'n nuwe, tans onverklaarbare gebeurtenis binne die detektor wat hulle nog nie heeltemal verstaan ​​nie. Dit beteken nie dat hulle dit gedoen het nie gevind donker materie - hierdie gebeurtenis kan verklaar word deur besoedeling binne die eksperiment - maar daar is twee interessante moontlikhede.

Van die laboratorium na u inkassie. Kry elke week die nuutste wetenskapstories van CNET.

"Dit is beslis opwindende wetenskap, selfs al is dit meestal 'n kliphanger van 'n resultaat wat meer data benodig," sê Samuel Hinton, 'n astrofisikus aan die Universiteit van Queensland, wat nie met die studie verbind is nie.

Die Xenon1T-eksperiment bestaan ​​uit 'n silindriese tenk gevul met meer as 6.000 pond vloeibare xenon wat afgekoel is tot -139 grade Fahrenheit (-95 grade Celsius). Dit is so ver ondergronds dat dit radioaktiewe interferensie blokkeer wat met potensiële metings van donker materie kan deurmekaar raak. Daar word vermoed dat ongeveer 85% van die heelal uit donker materie bestaan, maar dit is geheimsinnig en onsigbaar. Ons weet dat dit bestaan ​​as gevolg van die uitwerking daarvan op die saak wat ons het kan sien - maar ons het geen idee wat dit is of watter deeltjies dit kan uitmaak nie.

Navorsers het gekyk na metings wat Xenon1T geneem het tydens 'n wetenskaplike lopie tussen Februarie 2017 en Februarie 2018. Die hoeveelheid gebeure wat waargeneem is, was baie hoër as wat verwag is. Die span het 285 byeenkomste beleef teen 'n maksimum van ongeveer 247.

"Dit is regtig 'n verrassende resultaat," het Rafael Lang, medeprofessor in fisika en sterrekunde aan die Purdue Universiteit, en medeskrywer van die studie, in 'n vrylating gesê.

Dink daaraan soos 'n sak Skittles. Die span weet dat elke sak 60 kegels moet bevat, met tien van elke kleur. Maar hulle het gevind dat daar 15 van een spesifieke kleur is - en hulle is nie seker hoe hierdie ekstra Skittles daar ingekom het nie. Die vreemde resultaat het die span laat vra en verken: waar kom hierdie 'oormaat' vandaan? Hulle glo daar is drie moontlikhede:

  • Tritium, 'n seldsame waterstofisotoop, kan 'n artefak in die gegewens wees.
  • Sonaksies, 'n teoretiese deeltjie wat in die son geproduseer word en wat nog nie voorheen opgespoor is nie.
  • Nuwe eienskappe bespeur in neutrino's, subatomiese deeltjies wat basies deur alles gaan.

"Die oormaat kan te wyte wees aan klein spore van tritium, maar die idee dat ons op iets meer eksoties sit, is vir ons baie opwindend," het Luca Grandi, 'n fisikus aan die Universiteit van Chicago en medeskrywer van die studie, gesê.

Tritium blyk wel in soortgelyke donkerstof-eksperimente diep onder die grond te vorm en dit sou die alledaagse moontlikheid wees, maar die konsentrasie kan nie in die eksperiment gemeet word nie. In plaas daarvan, skryf die navorsers, dui hul berekening daarop dat tritium te klein sou wees om die energie-oormaat te verreken.

Volgens die span is die hipotese van die sonaksies die beste geskik vir die data. 'N Sonaksie is 'n hipotetiese deeltjie wat in die kern van die son gegenereer word met 'n lae massa wat kan help om donker materie te verklaar. Die energie-oormaat dui blykbaar op die opsporing van hierdie ontwykende en geheimsinnige deeltjie - maar wetenskaplikes kan nie met sekerheid sê nie.

"As ons 'n opsomming van die hele uitslag benodig, sal ek op die oomblik byna al my geld op tritium plaas, maar ek is steeds hoopvol dat dit nie is nie," het Hinton gesê.

Die Xenon1T-detektor is in Desember 2018 afgeskakel en is besig om op te gradeer. Dit bevat meer vloeibare xenon en 'n laer radioaktiewe agtergrond om die sensitiwiteit te verbeter. Die navorsers glo dit sal help om die resultate 'n bietjie meer uitmekaar te trek en 'n definitiewe antwoord te gee. Daar is 'n klein kans dat dit sal bevestig dat hierdie resultate nuwe fisika is, wat 'n belangrike deurbraak in dekades is. Maar wetenskaplikes is versigtig, en geduld is die sleutel.


Unieke voorspelling van 'gewysigde swaartekrag' daag donker materie uit

'N Internasionale groep wetenskaplikes, onder wie die Case Western Reserve University Astronomy Chair, Stacy McGaugh, het navorsing gepubliseer en beweer dat 'n mededingende idee van die hipotese van die donker materie meer akkuraat voorspel dat 'n galaktiese verskynsel die klassieke swaartekragreëls weerspreek.

Die astrofisici sê dit is belangrik omdat dit die hipotese - gemodifiseerde Newtoniaanse dinamika (MOND), of 'gemodifiseerde swaartekrag' genoem, verder bevestig as 'n lewensvatbare verklaring vir 'n kosmologiese dilemma: dit lyk asof sterrestelsels die lank aanvaarde reëls van swaartekrag vererger. in die laat 1600's na Sir Isaac Newton opgespoor.

Stacy McGaugh

Die raaisel: Ons het al dekades meer swaartekrag in die ruimte gemeet as wat ons dink moet het - dat daar nie genoeg sigbare of bekende saak is om alles te kan verantwoord nie.

Voorstanders van donker materie teoretiseer dus dat die grootste deel van die bekende heelal eintlik gemaak is van materiaal wat nie met lig in wisselwerking is nie, wat dit onsigbaar en onopspoorbaar maak - maar dat hierdie materiaal baie van die swaartekrag onder sterrestelsels uitmaak. Dit is al byna 50 jaar die heersende teorie.

MOND-teorie, 'n teenverklaring wat die fisikus Mordehai Milgrom van die Weizmann-instituut (Israel) in die vroeë 1980's bekendgestel het, sê dat die swaartekrag bestaan ​​omdat die swaartekragreëls effens verander word.

In plaas daarvan om die oortollige swaartekrag aan 'n ongesiene, onopspoorbare donker materie toe te ken, stel MOND voor dat swaartekrag by lae versnellings sterker is as wat deur 'n suiwer Newton-begrip voorspel sou word.

Daarbenewens het MOND 'n dapper voorspelling gemaak: die interne bewegings van 'n voorwerp in die kosmos moet nie net afhang van die massa van die voorwerp self nie, maar ook van die swaartekrag van alle ander massas in die heelal - genaamd "die eksterne veldeffek" (EFE).

Milgrom het gesê dat die bevindings, as dit sterk bevestig word, die rookgeweer is wat bewys dat sterrestelsels deur gewysigde dinamika bestuur word, eerder as om die wette van Newton en algemene relatiwiteit te gehoorsaam. ”

150 sterrestelsels getoets vir EFE

McGaugh en sy medewerkers, onder leiding van Kyu-Hyun Chae van die Sejong-universiteit in Suid-Korea, sê hulle het hierdie EFE opgespoor in meer as 150 bestudeerde sterrestelsels.

"Die eksterne veldeffek is 'n unieke handtekening van MOND wat nie in die swaartekrag van Newton-Einstein voorkom nie," het McGaugh gesê. 'Dit is nie in die konvensionele teorie ooreen met donker materie nie. Die opsporing van hierdie effek is 'n ware kopkrapper. ”

Die span van ses astrofisici en sterrekundiges sluit hoofskrywer Chae en ander bydraers uit die Verenigde Koninkryk, Italië en die Verenigde State in.

"Ek werk onder die hipotese dat daar donker materie bestaan, en hierdie resultaat het my regtig verbaas," het Chae gesê. 'Aanvanklik was ek huiwerig om ons eie resultate ten gunste van MOND te interpreteer. Maar nou kan ek nie die feit ontken dat die resultate MOND duidelik eerder as die hipotese van die donker materie ondersteun nie. ”

Ontleding van roterende sterrestelsels

Die groep het as deel van hul studie 153 rotasiekurwes van skyfstelsels ontleed. Die sterrestelsels is gekies uit die databasis Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), wat deur 'n ander medewerker, Federico Lelli, geskep is tydens sy postdoktorale studie aan Case Western Reserve, McGaugh en mede-outeur James Schombert van die Universiteit van Oregon.

Benewens Chae, McGaugh, Lelli en Schombert, was die skrywers van die navorsing Pengfei Li van Case Western Reserve en Harry Desmond van die Universiteit van Oxford.

Die wetenskaplikes het gesê dat hulle die EFE afgelei het deur waar te neem dat sterrestelsels in sterk eksterne velde meer gereeld vertraag (of dalende rotasiekurwes vertoon) as sterrestelsels in swakker eksterne velde - soos deur MOND alleen voorspel.

Lelli het gesê dat hy aanvanklik skepties was oor die resultate, want daar word verwag dat die eksterne veldeffek op rotasiekurwes baie klein sal wees. Ons het maande lank verskillende sistematieke nagegaan. Uiteindelik het dit duidelik geword dat ons 'n werklike, soliede opsporing het. & # 8221

McGaugh het gesê dat skeptisisme deel is van die wetenskaplike proses en dat hulle die onwilligheid van baie wetenskaplikes om MOND as 'n moontlikheid te beskou, verstaan.

'Ek het van dieselfde plek gekom as diegene in donker materie,' het hy gesê. 'Dit is seer om te dink dat ons so verkeerd kan wees. Maar Milgrom het dit meer as 30 jaar gelede met MOND voorspel. Geen ander teorie het die waargenome gedrag verwag nie. ”


Totsiens, DAMA / LIBRA: Wêreld se mees kontroversiële eksperiment met donker materie druip nie die replikasietoets nie

Die donker materie-stralekring rondom ons sterrestelsel moet effens verskillende interaksie-waarskynlikhede vertoon. [+] soos die aarde om die son wentel, en ons beweging deur die donker materie in ons sterrestelsel varieer.

Wat die wetenskap betref, sê ons dikwels dat dit slegs een eksperiment verg om 'n teorie omver te werp. Maar dit is gebaseer op 'n baie groot, dikwels onuitgesproke aanname: dat die eksperiment robuust is en nie ly aan groot ongesiene foute nie. Wetenskaplikes soek nou al dekades lank dapper na die ontwykende deeltjie wat sommige of selfs die hele donker materie kan uitmaak. Alhoewel die astrofisiese getuienis wat die bestaan ​​van donker materie ondersteun, oorweldigend is, is elke eksperiment wat ontwerp en gebou is om die deeltjie wat verantwoordelik is vir donker materie direk op te spoor, leeg op te kom.

Elke eksperiment, dit wil sê behalwe een: die DAMA / LIBRA-eksperiment. Terwyl ander sensitiewe eksperimente - insluitend SuperCDMS, XENON, Edelweiss, LUX en vele ander - slegs negatiewe resultate tot op die uiterste presies waargeneem het, het DAMA / LIBRA ongeveer 20 jaar lank 'n beduidende sein waargeneem. Uiteindelik is die kritieke toets uitgevoer: 'n heeltemal onafhanklike span, ANAIS, het 'n identiese eksperiment met DAMA / LIBRA uitgevoer, wat die studie herhaal en die geldigheid daarvan getoets het. Met drie volledige jare se versamelde data het ANAIS uitgesluit dat die DAMA / LIBRA-resultate op 'n modelonafhanklike manier beter as 99% vertroue is. Die wêreld se mees omstrede eksperiment met donker materie is gebreek, en dit is 'n ongelooflike sukses vir die wetenskaplike metode.

Beperkings op die deursnit van die donker materie / nukleon-terugslag wys hoe deeglik teenstrydig DAMA is. [+] die resultate van ander ekspedisies. Die pogings wat ons aangewend het om donker materie te vind, berus op 'n bepaalde stel aannames rakende die aard van die donker materie, maar die grense op die dwarsdeursnee daarvan is goed beperk.

As u 'n ontwykende deeltjie wil opspoor, kan u 'n paar verskillende benaderings volg. Jy kan:

  1. breek deeltjies saam, soek energie en momentum wat ontbreek as gevolg van die vervaardiging van 'n 'onsigbare' deeltjie,
  2. 'n opsporingstegniek toe te pas wat ontwerp is om na 'n spesifieke klas deeltjies te soek - met 'n sekere massa massa en interaksie-dwarsdeursnee - deur 'n enorme detektor te bou en rekening te hou met al u verskillende agtergronde,
  3. of u kan 'n meer algemene opsporingstegniek uitvoer, op soek na 'n jaarlikse patroon in die opsporingstempo soos die aarde om die son wentel, waar dit (in teorie) deur die hele jaar teen verskillende materie-deeltjies moet bots.

Die eerste klas eksperimente is soortgelyk aan wat by die Large Hadron Collider aangaan, die "ontbrekende energie" -gebeurtenisse wat ons gesien het, stem ooreen met slegs die deeltjies wat in die standaardmodel voorkom, soos neutrino's. Die tweede klas eksperimente is die groot ondergrondse detektors wat baie hard werk om kernteruglope te meet: gebeure waar deeltjies, beskerm deur kilometers Aarde, met hierdie groot massaversamelings in wisselwerking is. Hierdie direkte opspooringspogings is oor die algemeen slegs sensitief vir bepaalde energieë en dwarssnitte, en is veral afhanklik van die model. (Hulle hang byvoorbeeld af van watter tipe interaksie met normale materie hierdie hipotetiese deeltjies het, wat hul draai is, wat hul rusmassas is, ens.)

29 Intelligente uitheemse beskawings het ons miskien al raakgesien, sê wetenskaplikes

Daar is net een ander planeet in ons sterrestelsel wat aardagtig kan wees, sê wetenskaplikes

Uitgelê: Waarom hierdie week se 'Strawberry Moon' so laag, so laat en so helder sal wees

Saal B van LNGS met XENON-installasies, met die detektor binne die groot waterskerm. . [+] As daar 'n dwarsdeursnee is wat nie 'n nul is tussen donker materie en normale materie nie, sal 'n eksperiment soos hierdie nie net die kans hê om donker materie direk op te spoor nie, maar daar is 'n kans dat donker materie uiteindelik met u menslike liggaam sal kommunikeer.

Maar terwyl die tweede klas eksperiment - soos XENON, net om 'n data-ryk voorbeeld te kies - die probleem benader deur te probeer om die oorsaak van elke interaksie wat in hul detektor voorkom, te verstaan, hul agtergrond pragtig te bereken en elke moontlike bron van besoedeling te identifiseer , is daar ook 'n derde benadering wat deur die DAMA / LIBRA-eksperiment gevolg word: kyk na u gegewens vir 'n verandering met verloop van tyd.

Die agtergrondgebeurtenisse wat voorkom, is dinge wat uit die ruimte kom en die aarde tref, deur die kors binnedring, of andersins afkomstig is van dinge soos neutrone (van radioaktiewe verval), neutrino's (van kosmiese strale en die son), muone (van kosmiese strale), ander radioactive products, and secondary particles that were produced by other, primary particles interacting and producing a shower of “daughter” particles.

But as Earth moves around the Sun and through the dark matter particles populating the entire galaxy, we should see what’s called an “annual modulation.”

An accurate model of how the planets orbit the Sun, which then moves through the galaxy in a . [+] different direction-of-motion offset by about 60 degrees. The Earth is expected to move fastest through the galaxy in early June and slowest in early December, consistent with the annual modulation signal seen by DAMA.

During part of the year, the Earth should be moving with the Sun in its orbit around the galaxy, and so it’s passing more quickly through the dark matter particles that are present in the galaxy. Six months later, the Earth should be moving maximally against the Sun’s motion, decreasing the speed that the Earth moves through the galaxy’s dark matter. If even a fraction of the signal that’s produced in such a detector is due to dark matter, that portion of the signal will increase and decrease in a periodic fashion with a period of precisely one year.

Long before the idea of the DAMA/LIBRA experiment was put forth, a small team of theorists — Andrzej Drukier, Katherine Freese, and David Spergel — calculated exactly when and by what magnitude we’d expect this annual modulation to show up in a detector, and that’s what DAMA/LIBRA sought to detect. Instead of carefully calculating their background and teasing out different components until everything was accounted for, leaving only a potential signal behind, DAMA/LIBRA instead runs as a “model independent” detector, looking for this annual modulation alone.

Since the 1990s, when the original DAMA (NaI) began taking data, two significant upgrades have taken . [+] place: to LIBRA (Phase I) and LIBRA (Phase II). With a combined 13-sigma confidence when all the data is pooled together, an annual modulation of a little less than 2% in amplitude and a period of almost exactly 1 year is seen.

R. Bernabei et al., DAMA collaboration

What it began seeing, almost immediately, was a significant annual modulation in the event rate of the detector. Without an understanding of their noise background, however, much of the community has long been skeptical. Even as 20 years of data now yields an unambiguously significant result — in a world where a 5-sigma result is the gold standard, they’ve now crossed the 12-sigma threshold — the interpretation of the result has remained hotly disputed. The big question that we all want to know the answer to is why: why has this signal arisen at all?

  • Is it because at least some of this signal in the detector is due to dark matter, where the quarter-ton of material used in the detector is occasionally getting hit by dark matter particles, and the dark matter interacts at different rates throughout the year?
  • Or is it because the entirety of the signal in the detector is not due to dark matter in any way, and the annual modulation is either purely a function of noise, systematics, or the way the experiment itself is being performed?

For a long time, most scientists have suspected the latter, but they can’t prove it. Sitting on two decades of information, DAMA has yet to make their data, pipeline, and analysis public.

The Center for Particle Astrophysics' Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) detector. Dark . [+] matter experiments that attempt to perform direct detection have to be exquisitely pristine and well-accounted for, or small noise artifacts can unintentionally fool us into thinking we've seen a signal when we have none. (Roger Ressmeyer/Corbis/VCG via Getty Images)

Last year, it was uncovered that one of the things the DAMA collaboration is doing is subtracting out their average noise value on a year-by-year basis from the data, and working with just the residuals: what’s left over when you subtract out the average.

That part, on its own, is okay if your noise is random.

But DAMA’s noise isn’t random, and neither is the noise of the two collaborations seeking to replicate the DAMA experiment: COSINE and ANAIS. Instead, the noise rises over time in the DAMA experiment, and the scientists basically press the “reset” button on the noise once a year, at the same time every year.

Combined with the subtraction of the average noise, this could lead to disaster: seeing a signal where there is none. If you have an increasing amount of noise but subtract the average noise from the whole thing, then the first part will show a below-average value, it will rise to the average value, and then it will rise to an above-average value. Then you hit the reset button for the next year, and it starts all over.

As the scientists who identified this problem last year showed, the entire 20-year span of data can be equally well-fit to a sawtooth wave, which is what this noise problem would yield, as it can be to a sine wave, which is what would lead to a conclusion of dark matter.

Using the full suite of DAMA data, from NaI. LIBRA phase I and LIBRA phase II, shows that both . [+] sinusoidal and sawtooth waves fit the data very well. (In general, if the quantity in color on the right is a fraction that equals 1, you have a good fit to your data.) The analysis of the full suite of DAMA data cannot rule out that the inferred signal is entirely due to noise.

D. Buttazzo et al. (2020), arXiv:2002.00459

But the real test, even if we could independently analyze and verify that DAMA did everything in a correct and scrupulous way, would be to attempt to independently replicate DAMA’s results. That would involve performing the same type of experiment with the same materials, but with their own data acquisition and analysis pipeline. If they wanted to one-up DAMA, they would make their results publicly available.

Back in 2019, the COSINE collaboration published their first major set of results, finding no annual modulation but without a compelling enough data set to rule out what DAMA claims to have found.

But the new results from ANAIS — Annual modulation with NaI Scintillators (where NaI, sodium iodide, is the target material used in all three experiments) — are finally good enough to either confirm or refute the DAMA/LIBRA results. If they see an annual modulation, it supports the dark matter explanation if they don’t, it support an “unknown noise artifact” explanation.

The best-fit amplitude of an annual modulation signal for a nuclear recoil with sodium iodide. The . [+] DAMA/LIBRA result shows a signal at extreme confidence, but the best attempt to replicate that has instead yielded a null result. The default assumption should be that the DAMA collaboration has an unaccounted for noise artifact.

J. Amaré et al./ANAIS-112 Collaboration, arXiv:2103.01175

This graph, right here, is the most important one in the whole paper. It’s true that the error bars — a measure of the statistical uncertainty — are still quite large for the ANAIS collaboration, which is what you’d expect with just three years of data compared to 20 for DAMA. But these results are still good enough to see three major things from them.

  • ANAIS shows that there is no evidence for annual modulation. As the authors put it, “We can conclude there are no statistically significant modulation in the frequency range searched in ANAIS-112 data.”
  • The DAMA results — not just overall but over multiple energy ranges and with a variety of fitting procedures applied — are inconsistent at the

With three separate years of data and three fitting procedures over two different energy ranges, the . [+] ANAIS collaboration attempted to reproduce the controversial DAMA results, and could not. The DAMA data is a red cross, while the outermost dotted curves represent 3-sigma (99.7% confidence) exclusion contours.

J. Amaré et al./ANAIS-112 Collaboration, arXiv:2103.01175

There were plenty of indirect reasons to not trust the DAMA results. They never made their data and methodology public, which meant that no one outside the collaboration ever got the opportunity to scrutinize what they did. At no point were they ever able to account for their background sufficiently. They did the very suspicious thing of resetting their noise floor every year and subtracting out an average noise on an annual basis, despite the fact that the noise floor was not constant over that year. And many, many other direct detection experiments that probed the same ranges (and much more sensitively) compared to DAMA never saw a hint of a signal there.

But this is the ultimate slam dunk. At last, we have two independent collaborations using the same tools as DAMA, except they’re performing science in an open and accessible way. Their data and methodologies are public, and they are not making the same questionable choices that the DAMA scientists have made and continue to make. In science, your results have to be replicable, and now we have robust, significant results from one of the collaborations that shows, in no uncertain terms, that no, the DAMA results were not independently replicable.

The quest for particle dark matter has led us to look for WIMPs that may recoil with atomic nuclei. . [+] The LZ Collaboration will provide the best limits on WIMP-nucleon cross-sections of all, but the best motivated scenarios for having a weak-force-driven particle at or near the electroweak scale make up 100% of the dark matter are already ruled out.

LUX-ZEPLIN (LZ) Collaboration / SLAC National Accelerator Laboratory

This is part of how science progresses. A novel theoretical idea can motivate an experimental search for a new signature. One of the groups that performs the search in a particular way might find a positive result, but that’s not the end of the science. We always have to look at the full suite of data, and ask ourselves the difficult questions that require us to look beyond any one experiment or result. What other tests were done, and what did those other tests show? What are the viable possibilities when everything is taken all together, both if the one disputed and/or outlier result is correct and also if it’s incorrect? Do we have reasons to suspect that anyone might be mistaken, and can we perform an independent test, either verifying or refuting the result, if so?

The 3-year ANAIS results are to be wholeheartedly celebrated, as they represent a giant step towards resolving what’s been a longstanding controversy: the dubious DAMA “detection” of dark matter. The most accurate and unambiguous independent check of a surprising annual modulation signal shows no annual modulation at all, consistent with the null hypothesis. Sometimes, finding nothing new at all is exactly what we need to help reveal the great truths of our Universe.


Dark Matter Survives A Challenge To Its Existence, But Debate Is Not Over Yet

Galaxies divide into two main categories, spiral and eliptical, both seen here. Dark matter models suggest their differences in the ratios of baryonic and dark matter between these types are likely, while alternatives would require the behavior attributed to dark matter to be more consistent between them. Image Credit: NASA/ESA. Acknowledgment: N. Rose

Deur Stephen Luntz

The search to explain the composition of dark matter has proven so frustrating some physicists have proposed a radical alternative. What if there is no dark matter, they argue, but instead, our understanding of gravity is wrong, leading it to behave differently to our expectations on very large scales? An effort to test this revolutionary hypothesis published in Astronomy and Astrophysics appears to favor dark matter's existence but is not so definitive as to rule out the alternative.

The rate at which galaxies spin tells astronomers something more is driving them than the material we can see, known as baryonic matter. Very Rubin explained this observation with the idea there is a lot of extra mass present we can't see, but which nevertheless exerts a gravitational pull just like all the ordinary visible matter.

This naturally set off a search to find what the so-called dark matter consists of, but many of the proposals have been ruled out. The University of Amsterdam's Professor Erik Verlinde suggested instead an idea he called emergent gravity. This proposed that instead of some unknown form of matter, the extra spin was a consequence of gravity being disordered at the quantum scale but macroscopically homogenous. If so, the baryonic matter could exert more force at the very large scale than Newton or Einstein's theories predict.

Dr Margot Brouwer the University of Groningen ran a small and inconclusive test of Verlinde's idea in 2016, but has now performed an expanded version, with Verlinde himself on the team.

Brouwer and colleagues reasoned that if dark matter is real its distribution should not always match that of baryonic matter – the ratio between the two in galaxies should vary. On the other hand, emergent gravity should imply constant forces relative to a galaxy's baryonic matter.

From a sample of around a million galaxies spread across 1000 square degrees Brouwer and colleagues narrowed their focus to 259,000 galaxies isolated enough their neighbors should not greatly distort their spin. The authors measured the Radial Acceleration Relation (RAR) for this sample, a measure of the observed gravitational effects compared to what would be anticipated based on visible matter and conventional models of gravity. Using the power of gravitational lenses, the team measured the RAR 100 times further out than each galaxy's luminous disk.

Brouwer compared galaxies with different evolutionary histories and said in a statement “We discovered that the RARs for the two types of galaxies differed significantly. That would be a strong hint towards the existence of dark matter as a particle.”

The contrasting paths by which these galaxy types reached their current sizes could easily have caused more dark matter to aggregate in some than others. On the other hand, it makes no sense for galaxies' past to alter the emergent gravity they apply. Similarly, the emergent gravity theory fits poorly with the recent confirmation one galaxy lacks dark matter entirely.

Some may interpret this result as settling dark matter's existence and vindicating the ongoing quest to identify its nature. However, Verlinde doesn't think the question is settled yet. He notes galaxies have large halos of theoretically visible gas we find hard to see. If this gas is much more abundant in certain galaxy types it could explain the differences in their rates of rotation without needing to invoke dark matter. Brouwer's telescopes are poorly suited to finding the missing gas.

Even if gas differences don't save Verlinde's theory, he thinks there are other tweaks that might. Despite the perception, great questions in science are settled by a single brilliant paper, the reality is usually much more messy and drawn out.


The hunt for dark matter

What is dark matter?

The night sky might seem full of stars and planets, but what we see is only 4% of the stuff of the universe. Some three-quarters is dark matter, an invisible substance that scientists believe is there because of the gravitational force it exerts.

What does dark matter do?

Dark matter stretches throughout space where it attracts ordinary matter that coalesces into galaxies of billions of stars and planets. It forms a kind of cosmic skeleton that gives the universe its structure. Many scientists believe they will find a family of invisible dark matter particles, each of which plays a different role in nature. Some may even explain why time always goes in the same direction.

Who came up with the idea?

The Swiss astronomer Fritz Zwicky postulated dark matter in 1933. He noticed that a distant cluster of galaxies would fall apart were it not for the extra gravitational pull of some mysterious unseen mass in space. Astronomers verified his prediction by showing that stars swirling around distant galaxies zipped around so fast they must be held in place by extra gravitational forces.

Does everyone believe in dark matter?

A minority of astronomers and physicists dismiss dark matter as a fudge. Instead, they suspect that the strength of gravity varies from place to place, in a way that explains why stars do not hurtle out of spinning galaxies. The theory is known as Modified Newtonian Dynamics (Mond).

This article was amended on Friday 18 December 2009. We said dark matter accounts for three-quarters of the mass of the universe we meant to say three-quarters of the matter of the universe. This has been corrected.


Dark Matter

The search for the dark matter that makes up 27% of all matter in the universe is a primary goal of the Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy. The search for dark matter particle is driven from the experimental side by groups using dedicated direct dark matter detection techniques. Rupak Mahapatra, Dave Toback and Nader Mirbolfathi use the CDMS experiment while Robert Webb works on the LUX experiments. Particle colliders have the potential to produce dark matter in collisions of known particles which enables the study of dark matter interactions. The group at Texas A&M uses the CMS experiment at CERN (Teruki Kamon) and CDF at Fermilab (Dave Toback) for these experiments. On the theoretical side, Bhaskar Dutta and Dmitri Nanopolous study different potential explanations of dark matter, and Louis Strigari works on simulations of dark matter large-scale structure in the universe. High energy physicists in this area work closely with astronomer Casey Papovich as astronomical observations also provide vital input.