Naujas sezoninis kitimas buvo aptiktas CoGeNT (Coherent Germanium Neutrino Technology) eksperimente. Rezulatai sutampa su teoriniu modeliu, kuriame tamsiąją medžiagą fizikai aprašo kaip silpnai sąveikaujančias masyvias daleles (angl. Weakly Interacting Massive Particles - WIMPs).

„Pagal gautus duomenis negalime sakyti, kad jie patvirtina WIMP dalelių egzistavimą. Tai tik rezultatas, kurio mes galime tikėtis, jei jos egzistuoja“, - pasakė Čikagos universiteto (JAV) profesorius Juanas Collaras. Jis kartu su Johnu Orrelliu, dirbančiu Pacific Northwest nacionalinėje laboratorijoje (JAV), kuri buvo atsakinga institucija už CoGeNT eksperimento vykdymą, pateikė spaudai du straipsnius į „Physical Review Letters“ žurnalą.

WIMP dalelės galėjo sukelti signalo kitimą, bet tai galėjo būti ir atsitiktinės fluktuacijos, tai yra eksperimente naudoto aparato neteisingai nuskaityti duomenys arba net naujas atominės fizikos reiškinys, mano J. Collaras.

Tamsioji medžiaga sudaro apie devyniasdešimt procentų visos Visatoje esančios medžiagos, tačiau jos identifikavimas išlieka vienu iš didžiausių dabartinio mokslo paslapčių. Nors tamsioji medžiaga yra nematoma teleskopams, tačiau astronomai žino apie jos egzistavimą pagal poveikį galaktikoms.

Teoretikai numatė, kad tamsiosios medžiagos eksperimentuose turėtų būti registruojama metinė signalo moduliacija, nes Žemė su Saule sukasi Paukščių tako galaktikos plokštumoje. Saulė juda galaktikos plokštumoje, vienos iš spiralinių vijų pakraštyje, dviejų šimtų dvidešimties kilometrų per sekundę greičiu. Žemės sukimosi greitis apie Saulę lygus penkiolikai kilometrų per sekundę. Žiemą Žemė juda priešinga Saulės judėjimo apie galaktiką kryptimi. Tačiau vasarą jų judėjimo kryptys beveik sutampa. Šis judėjimas padidina Žemės bendrą greitį galaktikos halo tamsiosios medžiagos dalelių atžvilgiu. Apie tamsiosios medžiagos dalelių egzistavimą žinoma iš astronominių stebėjimų.

WIMP dalelės turėtų judėti įvairiomis kryptimis galaktikos hale ir jų greičiai turėtų būti apytiksliai lygūs Saulės greičiui. „Tai panašu į mašinos judėjimą per uodų debesį, - paaiškino J. Collaras. - Kuo mašina greičiau važiuoja, tuo daugiau uodų atsitrenks į mašinos priekinį stiklą.“

Panašu, kad CoGeNT per penkiolika mėnesių vykdytą eksperimentą užregistravo vidutiniškai vieną WIMP dalelės sąveikos atvejį per dieną. Stebėtas šešiolikos procentų sezoninis kitimas. Energijos matavimai atitinka WIMP dalelių masę, kuri apytiksliai yra nuo šešių iki dešimties kartų didesnė už protono masę.

Šie rezultatai dera su italų vykdyto tamsiosios medžiagos registravimo eksperimento (angl. DArk MAtter – DAMA) duomenimis. „Mes esame labai nedėkingoje situacijoje, nes negalime pasakyti ar mūsų rezultatai paneigia DAMA duomenis, ar su jais sutinka. Mums reikia dar tai išsiaiškinti“, - pasakė J. Collaras.

Dalelių fizikoje, perspėjo J.Collaras, atitikimas tarp dviejų ar trijų eksperimentų daug nereiškia. Panašiai nutiko su pentakvarku. Šio amžiaus pradžioje apie dešimt eksperimentų registravo dalelę, sudarytą iš penkių kvarkų, tai yra pentakvarką, nors nė viena žinoma dalelė neturi daugiau nei trijų kvarkų. Tačiau praėjus tam tikram laikui nė viename naujame eksperimente tokia dalelė nebuvo užregistruota.

„Tai neįtikėtina, - Čikagos universiteto (JAV) fizikos profesorius Jonathanas Rosneris. - Žmonės vis dar aiškinasi ar tai gali būti tiesa, jog pentakvarkas egzistuoja.“

J. Collaras su savo kolegomis suskaičiavo, kad tikimybė yra lygi penkioms dešimtosioms procento, jog jų stebėjimai yra klaidingi.

„Gaila, bet tai dar nėra tikslus mokslas, - pabrėžė J. Collaras. - Tačiau pagal mūsų turimą informaciją ir padarytas prielaidas apie halą ir šias daleles bei jų elgesį hale, stebimi dalykai turėtų šitaip atrodyti.“

Kiti tamsiosios medžiagos eksperimentai, tame tarpe Xenon100, nestebėjo sezoninio signalo kitimo, gauto iš CoGeNT ir DAMA duomenų.

„Jei jūs tikrai esate įsitikinęs, kad toks efektas tikrai egzistuoja, tai belieka teigti, kad Xenon100 eksperimente nepasiekiamas toks jautrumas, kuriuo pasižymi Juano matavimai, - pasakė J. Rosneris, kuris nepriklauso CoGeNT tyrimą atlikusiai grupei. - Kita vertus, jie atliko daugybę tyrimų norėdami įvertinti savo eksperimento jautrumą prie mažų energijų. Jie mano, kad toks efektas pas juos nėra registruojamas“.

CoGeNT eksperimentas buvo vykdomas nuo 2009 metų gruodžio mėnesio, tačiau dėl gaisro, įvykusio Saudano kasykloje 2011 metų kovo mėnesį, matavimai buvo nutraukti. Penkiolika duomenų rinkimo mėnesių yra santykinai trumpas laiko tarpas eksperimentui, kuriame registruojama tamsioji medžiaga. Iš tiesų J. Collaras su kolegomis nutarė ištirti gautus rezultatus jau dabar tik dėl įvykusio gaisro, sustabdžiusio eksperimentą.

Gaisras tiesiogiai nepaveikė eksperimento, tačiau dirbanti CoGeNT grupė negalėjo ištirti detektoriaus dėl vykusio valymo. Detektorius galbūt jau nebeveikia arba, jei veikia, jis gali pasižymėti visiškai skirtingomis savybėmis.

Spėjama, kad WIMP dalelių masė, kurią galėjo registruoti CoGeNT detektorius, yra nuo šešių iki dešimties mlrd. elektronvoltų, tai yra apie šešis kartus didesnė už protono masę.