Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Detektor ciemnej materii LUX-ZEPLIN w podziemnym ośrodku badawczym w Sanford przedstawia pierwszy wynik

Detektor ciemnej materii LUX-ZEPLIN w podziemnym ośrodku badawczym w Sanford przedstawia pierwszy wynik

Centralny detektor LZ w pomieszczeniu czystym Sanford Underground Research Facility po montażu, przed rozpoczęciem podziemnej podróży. Źródło: Matthew Capost, Sanford Underground Research Facility.

Głęboko w Black Hills w Południowej Dakocie, w Sanford Underground Research Facility (SURF), innowacyjny i unikalny detektor ciemnej materii – eksperyment LUX-ZEPLIN (LZ), kierowany przez Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Laboratory) – przeszedł przez wyjście faza działalności Uruchomienie i dostarczenie pierwszych wyników.

W artykule opublikowanym dzisiaj w Internecie Strona doświadczeniaNaukowcy poinformowali, że po początkowym uruchomieniu LZ stał się już najczulszym na świecie detektorem ciemnej materii. Artykuł pojawi się w internetowym archiwum prepress arXiv.org później dzisiaj.

Rzecznik LZ Hugh Lippincott z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara powiedział: „Planujemy zebrać około 20 razy więcej danych w nadchodzących latach, więc jesteśmy dopiero na początku. Jest wiele do zrobienia, co jest bardzo ekscytujący.”

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ma długą historię wkładu w LZ i wcześniejsze doświadczenia LUX, w tym ważne role w tworzeniu, obsłudze i analizie LUX. Sukces LUX odegrał ogromną rolę w katalizowaniu ruchu w kierunku większego i bardziej wrażliwego doświadczenia LZ.

Fizyk z LLNL, Jingke Xu, nadzorował analizy i publikacje LUX przez trzy lata, co zaowocowało ponad 10 publikacjami naukowymi pod jego okiem, przy czym LLNL stał na czele trzech z tych publikacji. Ponadto na początku swojej kariery Xu otrzymał nagrodę DOE za zwiększenie czułości detektorów typu LZ.

„To świetny wynik, ale to dopiero pierwszy krok dla LZ. Spodziewamy się jeszcze bardziej ekscytujących wyników dla ciemnej materii w nadchodzących latach. Różne wspólne działania badawczo-rozwojowe w LLNL pomogą rozszerzyć poszukiwania ciemnej materii w LZ, – powiedział Shaw.


Silnik zaburtowy LZ 070722
Zbadaj zewnętrzny detektor LZ, używany do weta radioaktywności, która może symulować sygnał ciemnej materii. Źródło: Matthew Capost, Sanford Underground Research Facility.

Cząsteczki ciemnej materii właściwie nie zostały wykryte – ale może już niedługo. Odliczanie mogło rozpocząć się od wyników z pierwszych 60 dni testów LZ na żywo. Dane te zostały zebrane przez trzy i pół miesiąca początkowej działalności rozpoczynającej się pod koniec grudnia. To był wystarczająco długi okres, aby upewnić się, że wszystkie aspekty detektora działają dobrze.

READ  SARS-CoV-2 infekuje nerki i przyczynia się do bliznowacenia tkanek

Niewidoczny, ponieważ nie emituje, nie pochłania ani nie rozprasza światła, istnienie ciemnej materii i przyciągania grawitacyjnego są jednak fundamentalne dla naszego zrozumienia wszechświata. Na przykład obecność ciemnej materii, szacowanej na około 85 procent całkowitej masy Wszechświata, kształtuje kształt i ruch galaktyk, a naukowcy cytują ją, aby wyjaśnić, co wiadomo o strukturze i ekspansji na dużą skalę. Wszechświat.

Rdzeń detektora ciemnej materii LZ składa się z dwóch zagnieżdżonych zbiorników tytanowych wypełnionych 10 tonami ultraczystego ciekłego ksenonu i oglądanych przez dwie matryce fotopowielaczy (PMT) zdolnych do wykrywania słabych źródeł światła. Zbiorniki tytanu znajdują się w większym systemie detektorów, aby wychwytywać cząstki, które mogą naśladować sygnał ciemnej materii.

„Cieszę się, że ten złożony detektor jest gotowy do rozwiązania od dawna problemu tego, z czego składa się ciemna materia” – powiedziała Natalie Palanque Delabruille, dyrektor Departamentu Fizyki w Berkeley Lab. „Zespół LZ ma teraz najbardziej ambitne narzędzie, aby to zrobić”.

„Jesteśmy gotowi i wszystko wygląda dobrze” – powiedział główny fizyk Berkeley Lab i były rzecznik LZ Kevin Lesko. „To złożony detektor z wieloma częściami i wszystkie działają zgodnie z oczekiwaniami”.

Projektem, produkcją i instalacją detektora LZ kierowała kierownik projektu Berkeley Lab Jill Gilchris oraz międzynarodowy zespół 250 naukowców i inżynierów z ponad 35 instytucji ze Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Portugalii i Korei Południowej. Dyrektor operacyjny LZ Simon Fiorucci z Berkeley Lab. Wspólnie mają nadzieję, że wykorzystają instrument do zarejestrowania pierwszych bezpośrednich dowodów na istnienie ciemnej materii, czyli tak zwanej brakującej masy we wszechświecie.

wykrywacz podziemny

LZ jest zaprojektowany poza Ziemią około jednej mili w SURF w Lead, SD, aby wychwytywać ciemną materię w postaci słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP). Eksperyment znajduje się pod ziemią, aby chronić go przed promieniowaniem kosmicznym na powierzchni, które może zagłuszyć sygnały ciemnej materii.

READ  Jak ultrazimne, ultragęste atomy stają się niewidoczne?

Zderzenia cząstek w ksenonie wytwarzają widoczne błyski lub błyski światła, które są rejestrowane przez PMT, wyjaśnił Aaron Manalisay z Berkeley Lab, który jako koordynator fizyki kierował wspólnym wysiłkiem, aby uzyskać te pierwsze fizyczne wyniki. „Współpraca dobrze ze sobą współpracowała, aby skalibrować i zrozumieć reakcję detektora” – powiedział. „Biorąc pod uwagę, że działamy od kilku miesięcy i podczas ograniczeń COVID, to naprawdę imponujące, że osiągnęliśmy tak znaczące wyniki”.

Zderzenia spowodują również oderwanie elektronów od atomów ksenonu, wysyłając je na górę pomieszczenia pod przyłożonym polem elektrycznym, gdzie wytwarzają kolejny błysk, który umożliwia rekonstrukcję zdarzenia przestrzennego. Właściwości luminescencyjne pomagają zidentyfikować rodzaje cząstek, które oddziałują w ksenonie.

Stanowy Urząd ds. Nauki i Technologii Południowej Dakoty, który obsługuje SURF na podstawie umowy o współpracy z Departamentem Energii USA, nabył 80 procent ksenonu w LZ. Fundusze pochodziły z Biura Gubernatora Dakoty Południowej, Fundacji Społeczności Dakoty Południowej, Fundacji Uniwersytetu Stanowego Dakoty Południowej oraz Fundacji Uniwersytetu Dakoty Południowej.

„Cały zespół SURF gratuluje współpracy LZ w osiągnięciu tego znaczącego osiągnięcia” – powiedział Mike Headley, dyrektor wykonawczy SURF Lab. Zespół LZ był świetnym partnerem i jesteśmy dumni, że możemy go gościć na SURF.”

Fiorucci powiedział, że zespół pracujący na miejscu zasługuje na specjalne wyróżnienie za tak duże osiągnięcie start-upu, biorąc pod uwagę, że detektor został przeniesiony pod ziemię pod koniec 2019 roku, przed wybuchem pandemii COVID-19. Powiedział, że podróże są poważnie ograniczone, powiedział, że tylko kilku naukowców z LZ było w stanie przybyć, aby pomóc.

„Chciałbym pochwalić personel SURF, a także wyrazić wdzięczność dużej liczbie osób, które zapewniły zdalne wsparcie podczas budowy, eksploatacji i eksploatacji LZ, z których wielu pracowało w pełnym wymiarze godzin w swoich domach” – powiedział Tomasz Biesiadziński z SLAC, Dyrektor Operacji Detektorów LZ.

READ  Japoński astronauta Wakata wykonuje swój piąty lot w kosmos

Po potwierdzeniu, że LZ i jej systemy działają pomyślnie, nadszedł czas na rozpoczęcie szeroko zakrojonych obserwacji w nadziei, że cząstka ciemnej materii zderzy się wkrótce z atomem ksenonu w detektorze LZ.

LZ jest wspierany przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Biuro Nauki, Biuro Fizyki Wysokich Energii oraz Narodowe Centrum Badań Energetycznych dla Obliczeń Naukowych, obiekt użytkownika Biura Naukowego Departamentu Energii. LZ jest również wspierana przez brytyjską Radę ds. Obiektów Naukowych i Technologicznych; Portugalska Fundacja Nauki i Technologii; oraz Instytut Nauk Podstawowych w Korei. Ponad 35 instytucji szkolnictwa wyższego i zaawansowanych badań udzieliło wsparcia LZ. LZ Collaboration dziękuje za pomoc Sanford Underground Research Facility.

/Ogólne wydanie. Ten materiał z oryginalnych organizacji może mieć charakter punktowy i jest zredagowany dla jasności, stylu i długości. Wyrażone opinie i opinie są opiniami autora(ów). Zobacz w całości tutaj.