Generale

Najosjetljiviji svjetski detektor tamne materije daje istraživačima početne rezultate


Tamna materija otprilike čini 85 posto našeg svemira, a opet niko to ne može "vidjeti". Odgovorna je za savijanje svjetlosti, utjecaj na gravitaciju obližnjih tijela i prilagođavanje oblika galaksije. Većina fizičara slaže se da je pet puta obilnija od obične materije. Razumijevanje tamne materije zahtijeva od naučnika da razvijaju tehnologije koje se nikada prije nisu koristile. Univerzitet u Zürichu stvorio je najosjetljiviji svjetski detektor tamne materije kako bi pronašao neke odgovore. XENON1T koristi ogromnu posudu (3,2 tone) tečnog ksenona da bi možda prvi put ikada dokumentovao tamnu materiju. Masivna bačva je zakopana u planini u Gran Sasu u Italiji.

Prvi skup rezultata je u - još nema dokaza o tamnoj materiji. Za tim za saradnju XENON, najbolja vijest je da mašina stvarno radi.

"Mislim da je najuzbudljivija činjenica da detektor radi onako kako očekujemo", rekla je Laura Baudis, profesorica na Physik institutu sa Univerziteta u Zürichu, u intervjuu.

[Izvor slike: Enrico Sacchetti /Univerzitet u Čikagu ]

XENON Collaboration se oslanja na znanje o 135 istraživača iz cijelog svijeta. Ovi stručnjaci potječu iz zemalja, uključujući Sjedinjene Države, UAE, Portugal, Francusku i Njemačku. Nadali su se da će hemijska svojstva ksenona reagirati s česticama tamne materije.

"Briga koju ulažemo u svaki detalj novog detektora konačno se vraća", rekao je Luca Grandi, docent fizike na Univerzitetu u Čikagu i član XENON Collaboration. "Imamo odličan potencijal za otkrivanje u godinama koje dolaze zbog velike dimenzije XENON1T-a i njegove nevjerovatno niske pozadine. Ovi rani rezultati već nam omogućavaju da istražujemo regije koje nikada prije nisu istraživane."

[Izvor slike: Roberto Corrieri i Patrick De Perio / Univerzitet u Chicagu]

Fizičari vjeruju da bi čestice tamne materije djelovale samo u interakciji s jezgrama pravilnih atoma materije. Čak i tada se očekuje da će te reakcije biti vrlo slabe. Tim XENON-a predviđa da će čestice tamne materije pogoditi jezgre ksenona i srušiti elektron. Zatim će izmjeriti vrijeme između fotonskog signala i sekundarnog signala od elektrona koji 'napušta' eksperiment. To bi rezultiralo sićušnim bljeskom svjetlosti, koji naučnici potom bilježe.

Ksenon - bezbojni i gusti atomski broj 54 - izgleda kao savršen materijal za detektor. Proizvodi najniži mogući radioaktivni sadržaj, čineći one pingove smetnji česticama malo lakšim za prepoznavanje.

"Svaki put kad svoj detektor radimo dulje ili ga povećamo, istražujemo više prostora parametara", rekao je Christopher Tunnell, suradnik s Instituta za kozmološku fiziku Kavli sa Univerziteta u Čikagu. "Moći ćete reći da tamna materija nije ovo ili nije ovo."

Elena Aprile služi kao glasnogovornica projekta, pored toga što je profesorica na Univerzitetu Columbia. Rekla je da su rezultati daleko od razočaravajućih, posebno s obzirom na to da nisu očekivali da će XENON1T vratiti podatke tako brzo.

"Najbolja vijest je da eksperiment nastavlja akumulirati izvrsne podatke, što će nam omogućiti da vrlo brzo testiramo hipotezu WIMP (slabo interaktivne masivne čestice) u području mase i presjeka s normalnim atomima kao nikada prije", rekla je za Phys.org. "Nova faza u trci za otkrivanje tamne materije s masivnim detektorima ultra niske pozadine na Zemlji upravo je započela sa XENON1T. Ponosni smo što smo u prvom planu utrke s ovim nevjerovatnim detektorom, prvim te vrste."

Tunnell je također primijetio u intervjuu za Univerzitet u Čikagu da ga nadahnjuje to što XENON "vodi optužbu".

"To je bio veliki, koncentrirani napor i povratak XENON1T-a na prvu liniju tjera me da zaboravim na beskrajne dane provedene pored svojih kolega u pogledu parcela i distribucija", rekao je Tunnell. "Nema boljeg uzbuđenja od prednjačenja u našem poznavanju tamne materije za naredne godine."

POGLEDAJTE I: CERN započinje potragu za neuhvatljivim 'Tamnim fotonom'


Pogledajte video: 2KTV Sve tajne svemira Crne rupe (Oktobar 2021).