Mörk materia i Italien?

Har en forskargrupp i Italien upptäckt spår av den så svårfångade mörka materien? Det är i alla fall vad DAMA-experimentets ledare Rita Bernabei hävdar sedan flera år. Vad den mörka materien, som utgör 85% av universums materia, består av är fortfarande okänt, men flera spekulationer finns. De flesta spekulationer idag rör sig kring så kallad icke-baryonisk materia (baryoner är den typ av partiklar som bygger upp atomer) med namn som axioner, WIMPs, sterila neutrinos, o.s.v.

DAMA-experimentet är en detektor av bestående av en jättelika kristaller av saltet NaI (Natriumjodid) dopat med tallium omringade av photodetektorer och strålingssköldar nedsänkt i ett underjordiskt laboratorium under Gran Sasso-bergen i Italien. Där, skyddad från bakgrundsstrålning, skall detektorn upptäcka de ljusblixtar som uppstår när en av de WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) som i enorma mängder genomströmmar jorden (om det nu är de som är den mörka materien) råkar kollidera med en av talliumatomerna. Men tyvärr kan man inte helt isolera detektorn så den bara detekterar mörk materia. I stället fokuserar DAMA på den årliga variation som förväntas när jorden på sin väg runt solen under en del av året rör sig med solens färd genom den mörka materien i galaxen och ett halvår senare mot solens riktning.
Och den förväntade variationen har hittats. Man menar att "närvaron av mörk materia i galaxhalon stöds till 8.2 standardavvikelser." D.v.s. det är bara en chans på 4×10¹⁵ att signalen man ser inte är den sökta årliga variationen. Men de flesta fysiker är inte övertygade. Visst, menar man, ser man en årlig variation, men att den skulle komma från mörk materia är inte alls säkert. Det kan finnas massor av andra anledningar till att en liknande variation uppkommer. Juan Collar, talesman för ett konkurrerande experiment i USA (COUFF), säger det här om DAMAs resultat:

Det finns bevis för en modulation i datan till 8,2 standardavvikelser. Kompatibelt med vad som kan förväntas från vissa mörka materie-partiklar i vissa galaxhalomodeller, punkt. Allt utöver det är önskedrömmar och det smetar av sig på oss andra inom forskningsområdet. Det finns självklart inga andra observerade processer i naturen som har sin topp på sommaren och går genom en dal under vintern så det måste vara mörk materia, eller hur? (Occam vänder sig i sin grav, med sitt rostiga rakblad fortfarande i handen.)

Men DAMAs forskare står på sig. De säger sig, att under ett decenniums mätningar, ha uteslutit alla andra möjliga källor, och nu, menar man, är det dags för forskarsamhället att acceptera deras upptäckt. Det räcker inte säger andra forskare kring mörk materia: Även om de uteslutit 50 möjliga felkällor så kan det finnas hundra andra. Det är för många saker som varierar periodiskt under året.

Det hela har utvecklats till ett smutsigt akademiskt slagsmål där DAMAs kritiker menar att DAMA-gruppen inte släpper sina rådata för oberoende analys och att deras mätdata inte inte stämmer överens med andra observationer. Eller egentligen icke-observationer. DAMAs beräknade tvärsnitt (kollisionssannolikhet) är så högt att andra experiment borde ha sett något, men kammat noll. DAMA-gruppen å sin sida menar att de gjort allt den kan göra för att bemöta kritiken och det är dags att de för det erkännande de förtjänar. De har t.o.m. publicerat ett utdrag ur Rudyard Kiplings dikt If... på sin hemsida

If you can bear to hear the truth you’ve spoken
Twisted by knaves to make a trap for fools,
...you’ll be a Man my son!

Och DAMA har visst stöd. Teoretiker på CalTech menar att det kan vara så att de faktiskt ser axioner (en annan teoretiskt förutspådd kandidat för mörk materia) som kolliderar med elektroner i detektorn. Detta skulle kunna ge en signal vid rätt energier. Flera experiment håller nu på att undersöka den möjligheten med andra typer av instrument. Om det visar sig att det verkligen finns en resonans av axioner vid rätt energi är det en fjäder av Nobelstorlek i hatten för DAMA-laget, men fram till dess kanske de bör påminna sig om en annan strof i If...

If you can trust yourself when all men doubt you,
But make allowance for their doubting too;
If you can wait and not be tired by waiting,

Länkar:
DAMA-gruppens hemsida.
A light in the dark. Artikel i Physics World.
First results from DAMA/LIBRA and the combined results with DAMA/NaI, R. Bernabei et al. (arXiv) - accepterad i European Physical Journal C.

Andra bloggar om: fysik, astrofysik, mörk materia, vetenskap. Intressant?

Regeringens forskningssatsning

Idag presenterade regeringen sin satsning på forskning.  År 2009 tillförs 2,4 miljarder och sedan ökar det för varje år för att 2012 bli 5 miljarder extra till forskning. Medicin, teknik och klimat är prioriterade områden som får mest pengar. Pressmeddelandet finns här och en tabell med hur de tillförda pengarna fördelas finns här. Mer detaljer om satsningen får vi vänta på tills budgetpropositionen kommer i september och forskningspropositionen i oktober. 

Sveriger förenade studentkårer anser att en del av pengarna borde gå till doktorandlöner. Jag håller med om att det borde vara en prioriterad satsning. Att det omoderna systemet med stipendier och utbildningsbidrag för doktorander fortfarande lever kvar är en skandal. Att få ett stipendium kan låta fint men om man får det istället för en lön innebär det att man står utanför de sociala trygghetssystemen precis som svartjobbare. Ett starkt skäl för lärosäten att använda stipendier och utbildningsbidrag är att det blir mycket billigare än att anställa doktoranderna eftersom inga sociala avgifter behöver betalas (och stipendier kan ha lägre belopp som utbetalas till doktoranden eftersom ingen skatt betalas). Förutom doktorander så finns det även disputerade forskare som får stipendier istället för lön, det är lika oacceptabelt det. Med förstärkta resurser så blir de ekonomiska skälen att inte betala ut löner inte lika aktuella. Så låt oss hoppas att även de yngsta forskarna får en del av kakan.

Sunt förnuft på väg?

I juli publicerades en rapport med titeln "On the road in 2035: Reducing transportation's petroleum consumption and GHG emissions" (GHG=green house gas).

Rapporten är en summering av ett treårigt forskningsprojekt vars mål var att analysera nya fordon och bränslen för minskad bränsleförbrukning och växthusgasutsläpp, som kan utvecklas och kommersialiseras under de närmaste 25 åren. Forskningen är utförd på ett av USA:s toppuniversitet, MIT. Man har fokuserat forskningen på USA, och kunnat slå fast att det är möjligt att reducera bränslekonsumtionen med 30-50% de närmaste 30 åren. Fast det finns en hake. Eller två.

Dels behövs effektivare motorer, men framför allt krävs att amerikaner slutar älska (eller i alla fall använda) bensinslukande bilar.

Någon som är förvånad?

På något sätt känns det som om det inte krävs en MIT-forskare, eller ens en forskare, för att konstatera det. Det räcker med vetskap om vilka vidunder till bilar som rullar på amerikanska vägar och förmågan att kombinera denna vetskap med en liten smula alldeles vanligt sunt förnuft. (Det säger något att den minsta bil man kan få på en amerikansk biluthyrning är minst två storlekar större än det minsta du kan få i Sverige.) Det finns inte nödvändigtvis en korrelation mellan universitetets ranking och nyhetsvärdet i deras forskning.

Referens:
Fueling our Transportation Future

Lästips: Female Science Professor

Nyligen började jag, efter en rekommendation, läsa bloggen "Female Science Professor". Och jag vill gärna föra den rekommendationen vidare.

Bloggaren, FSP, bloggar anonymt, om livet som (kvinnlig) professor på ett (forsknings)universitet i USA. Ibland handlar det specifikt om kvinnors villkor inom forskningen, men oftast om hur forskningens villkor ser ut i största allmänhet. Visserligen i en amerikansk kontext, men det är tillräckligt allmängiltigt för att vara intressant också för den som är verksam någon annanstans. Uppdateringsfrekvensen är imponerande - oftast ett inlägg om dagen, måndag till fredag. Extra intressant blir det för att FSP inte drar sig för att provocera, och att många läsare använder kommentarsfunktionen gör inte heller saken sämre.

Några av veckans poster så här långt är titulerade "Out of pocket" om forskare som finansierar delar av sin forskning och kringverksamhet ur egen ficka) och "No man's land" om sådant man onekligen behöver för att kunna bedriva forskning, som tex skrivare och kopiator, men som inte täcks av forskningsanslagen.

Voyager och solvinden

I förra veckans Nature publicerades samtidigt sex stycken artiklar om solvindens yttre delar. Närmare bestämt om termineringschocken. Anledningen till denna artikelanstormning kommer vi till nedan, men först en kortkort introduktion till solsystemets geografi. Solvinden är en ström av laddade partiklar som ständigt strömmar ut från solen. Solvinden består till största delen av elektroner och protoner som skickas ut med en hastighet av ungefär 400 km/s. Den här plasmavinden blåser upp en bubbla i det interstellära mediet, som är den mycket tunna gas som finns mellan stjärnorna. Den här bubblan kallas för heliosfären. Inne i heliosfären rör sig partiklarna från solvinden ganska obehindrat, men vid det som kallas termineringschocken träffar de på det interstellära mediet och bromsas kraftigt. De når där subsonisk hastighet (dvs de rör sig långsammare än vågutbredningshastigheten i mediet). Detta sker ganska abrupt, men solvinden fortsätter att dominera rymden ytterligare en bit ut, till heliopausen. Där utanför är det det interstellära mediet som dominerar. Exakt vad de här fronterna ligger beror på solvindens styrka och lokala magnetfält och mycket annat.

Den första direktkontakten med termineringschocken fick vi för fyra år sedan när Voyager I passerade genom den på 94 AU avstånd från solen (1 AU = medelavståndet mellan solen och jorden ≈ 150 miljoner km). För ett år sedan anlände även Voyager II till chocken 84 AU från solen. Voyager II lyckade med konststycket att passera den mycket dynamiska chockfronten, som rör sig ut och in, minst fem gånger varav tre under tiden när instrumenten var igång. Med sin ännu fungerande plasmaanalysator har den skickat tillbaka ovärderlig data om hur solen påverkar sin omgivning. Man vet nu att chockfronten inte är symmetrisk utan "intryckt" på ena sidan. Detta kan tänkas bero på ett interstellärt magnetfält. Man har även mätt ett komplicerat samspel mellan solvinden och atomer från det interstellära mediet som joniserats.

Voyagerprogrammet, med de två proberna I och II, måste beskrivas som en makalös succé. Voyager II skickades upp i Augusti och Voyager I i september 1977. Huvudsyftet med proberna var att studera jasjättarna Jupiter och Saturnus, men de har även gjort många mätningar av Uranus och Neptunus och deras månar. Voyager I, som skickades på en snabbare bana än II, är nu det mest avlägsna mänskliga föremålet. Den befinner sig på ett avstånd på drygt 100 AU, eller nästan 15 ljustimmar, och avlägsnar sig frånsolen med en hastighet av 17 km/s.

Proberna får energi från radioisotopsgeneratorer där värmen som bildas när, i det här fallet plutionium, sönderfaller generar elektricitet i ett termoelement. Generatorn förlorar effektivitet när allteftersom bränslet förbrukas och för att behålla någon funktion hos Voyager-probern stängs instrumenten ner, ett efter ett tills bara de viktigaste är kvar. Man hoppas på att proberna skall kunna fortsätta sända data fram till 2025. Förhoppningen är att när de inom tio år eller så passerar heliopausen (som man inte riktigt vet hur långt bort den är) skall de ge den första smaken av det interstellära mediet.

Av alla tusentals fantastiska bilder från Voyager-probernas 0.64 megapixelkameror, som skickas hem med 160 bit/s, av Saturnus ringar, Ios vulkaner, Neptunus mörka fläck och många fler så är det kanske ändå den svaga blå fläcken som står ut.

Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, Voyager, rymden, solsystemet, astrofysik.

LHC och de svarta hålen - igen

Möjligheten att den nya partikelacceleratorn på CERN skull kunna förstöra jorden/universum genom att skapa svarta hål, stranglets, vakuumbubblor eller andra exotiska fenomen har diskuterats mer än det förtjänas. Men, CERN skall på inget sätt kunna anklagas för att ta för lätt på riskerna. Man har nu återigen undersökt riskerna och uppdaterat den rapport från 2003 som kom fram till att det inte fanns någon risk för att LHC skall kunna orsaka någon skada på jorden eller universum.

Argumentationen går mestadels på linjen att andra processer i universum ger upphov till partikelkollissioner med mycket högre energier än LHC. Och universum finns fortfarande. Man uppskattar att det i det synliga universum sker 10¹³ fulla livstidscykler för LHC varje sekund och har gjort så i miljarder år. Och universum finns fortfarande kvar. Hela rapporten finns att hämta här.

Så, kan vi sluta prata om de icke-existerande riskerna nu och i stället se fram emot att LHC äntligen börjar närma sig igångsättande? Den 16 juni installerade man den sista biten av strålgången när man band ihop ATLAS-detektorn med acceleratortunneln. Just nu kyler man ringen till arbetstemperaturen 1,9 K och när alla sektorna stabiliserats räknar man med att kunna starta upp strålen i augusti. De första kollissionerna räknar man med ca två månader senare. Därefter följer en tid med kalibering av detektorer och annat innan de första resultaten kan förväntas.

Vi har en spännande tid framför oss, men inte på grund av några svarta hål!

Andra bloggar om: fysik, vetenskap, LHC, CERN.

forskningsfusk

Enligt uppgift ska regeringen i höstens forskningsproposition föreslå att en ny central organisation för att utreda forskningsfusk. Man kan läsa om det på SVTs hemsida och i Upsala Nya Tidning, båda hänvisar till Svenska dagbladet som källa men jag har inte lyckats hitta orginalartikeln på Svenska dagbladet hemsida. Innan man vet mer om förslaget är det svårt att kommentera men grundidén är bra. Idag är det lärosätenas ansvar att utreda misstänkt forskningsfusk på det egna lärosätet. Problemet med detta är att misstankar finns om att lärosäten i vissa fall väljer att låta bli att utreda.