Karanlık Madde Cosine-100 ve Dama

Karanlık Madde Tartışmasında Yeni Dönem

Karanlık madde, evrenin görünmeyen mimarıdır. Çünkü gözlemler, baryonik (görünür) maddenin ötesinde bir kütlenin var olduğunu söylüyor. Bu yüzden fizikçiler laboratuvarlarda doğrudan izini sürüyorlar. DAMA/LIBRA’nın yıllardır iddia ettiği “yıllık modülasyon” bulgusu, karanlık madde arayışında çeyrek asırlık bir tartışmanın merkezi oldu. Ancak 2024–2025 yıllarında yayımlanan COSINE-100 tam veri analizi, bu tartışmada güçlü bir karşıt kanıt sundu.

Gözlemlenen galaksi rotasyon eğrileri, kozmik mikrodalga arka planı ve galaksi kümelerinin dinamiği gibi astronomik veriler, evrende görünmeyen (ışıkla etkileşmeyen) bir kütlenin varlığını gösteriyor. Buna “karanlık madde” diyoruz. Doğrudan tespit (laboratuvarda parçacıkla etkileşim gözlemi) son derece zor. Çünkü çok düşük etkileşim kesitleri ve gürültü/sistematik zorlukları var.

Dama’nın İddi­ası Nedir?

DAMA/LIBRA, NaI(Tl) kristallerinde gözlemledikleri yıllık modülasyonun Dünya’nın galaktik hareketiyle ilişkili olabileceğini ileri sürdü. Dolayısıyla bu, teoride doğrudan bir karanlık madde imzası olabilirdi. Ancak iddianın güvenilirliği yalnızca bağımsız olarak aynı malzeme ile test edilerek doğrulanabilirdi.

Cosine-100: Ne yaptı, nasıl test etti?

COSINE-100 (YangYang Yeraltı Laboratuvarı, Güney Kore) aynı NaI(Tl) malzemesiyle yıllarca veri topladı. Hassas kalibrasyon yaptı ve zaman bağımlı arka planları modelledi. Bunun sonucunda 6.4 yıllık tam veri seti ile yapılan model bağımsız analiz, DAMA’nın bildirdiği mevsimsel sinyali tespit etmedi ve işi istatistiksel olarak reddetti. Bu, DAMA’nın bulgusunun karanlık madde kaynaklı olma ihtimalini büyük ölçüde zayıflatıyor.

Neden bazıları hâlâ şüpheci?

• NaI kristallerinin quenching factor değerlerindeki belirsizlikler ve düşük enerji kalibrasyonları karşılaştırmayı karmaşıklaştırır. COSINE ayrıntılı çalışmalar yaptı, ama tam kapanma tartışması için ANAIS ve diğer NaI projelerinin birleşik analizleri önem taşıyor.
• DAMA topluluğu yıllardır sonuçlarını güncellemeye devam ediyor, dolayısıyla tartışma henüz tamamen “kapandı” sayılmayabilir.

Bilimsel ve pratik sonuçlar

COSINE-100’ün bulguları, karanlık madde arayışında kaynakların daha verimli yönlendirilmesine katkı sağlar. Ayrıca deneysel fizik camiasına “bağımsız, tekrarlanabilir test” ilkesinin önemini hatırlatır. Yeni projeler (SABRE, COSINUS, yükseltilmiş Xenon/LZ çalışmaları) önümüzdeki yıllarda daha fazla aydınlatma sağlayacak.

Ne anlıyoruz?

• DAMA’nın 25+ yıllık modülasyon iddiası artık güçlü biçimde sorgulanmaktadır. Çünkü COSINE-100 aynı malzemeyle bunu desteklemedi.
• Bu, karanlık maddenin varoluşuna dair astrofiziksel kanıtları etkilemez. Çünkü DAMA sinyalinin evrensel bir karanlık madde imzası olduğu yorumu zayıflamıştır.
• Bilim hala açık, yeni veriler ve birleşik analizler (COSINE + ANAIS + SABRE vs. DAMA) nihai resmi netleştirecek.

Kaynaklar:

• COSINE-100 Full Dataset Challenges the Annual Modulation Signal of DAMA/LIBRA..
• COSINE-100 experiment investigates dark matter mystery.
• Strong constraints from COSINE-100 on the DAMA dark matter claim.
• Review / commentary pieces on resolving DAMA controversy and combined analyses.
• COSINE publications and experiment pages for technical details.