Rozpoczęły się masowe podziemne poszukiwania tajemniczej ciemnej materii

Pytanie dla naukowców jest fundamentalne, mówi Kevin Lesko, fizyk z Lawrence Berkeley National Laboratory. „Co to za cudowne miejsce, w którym mieszkam? W tej chwili 95% z tego to tajemnica. „Pomysł polega na tym, że mila ziemi i skał, gigantyczny zbiornik, drugi zbiornik i najczystszy tytan na świecie zablokują wszystkie promienie kosmiczne i cząstki, które krążą wokół – i przez – każdego dnia. naukowcy są przekonani, że cząstki ciemnej materii mogą ominąć wszystkie te przeszkody, mają nadzieję, że jedna z nich wleci do naczynia z ciekłym ksenonem w zbiorniku wewnętrznym i zderzy się z jądrem ksenonu jak dwie kule bilardowe, ujawniając swoją obecność w błysku światła widzianym przez urządzenie nazwane „komorą projekcji czasu”. Naukowcy ogłosili w czwartek, że trwają poszukiwania 60 milionów dolarów. Przez pięć lat w końcu rozpoczęły się dwa miesiące temu, po opóźnieniu spowodowanym tym COVID-19 pandemia.

Do tej pory urządzenie niczego nie znalazło. Przynajmniej nie ma ciemnej materii. Mówią, że to w porządku. Wydaje się, że urządzenie odfiltrowuje większość promieniowania tła, które mają nadzieję zablokować. „Aby szukać tego bardzo rzadkiego typu reakcji, pierwszym zadaniem jest pozbycie się wszystkich zwykłych źródeł promieniowania, które przytłoczyłyby eksperyment” – powiedział.

A jeśli wszystkie ich obliczenia i teorie są poprawne, wyobrażają sobie, że każdego roku będą widzieć tylko kilka przemijających śladów ciemnej materii. Zespół 250 naukowców szacuje, że w ciągu najbliższych dwóch lat będzie mieć 20 razy więcej danych. Do czasu zakończenia eksperymentu szansa znalezienia ciemnej materii za pomocą tego urządzenia wynosi „prawdopodobnie mniej niż 50%, ale więcej niż 10%”, powiedział Hugh Lippincott, fizyk i rzecznik eksperymentu podczas czwartkowej konferencji prasowej. Chociaż nie jest to pewne, „trzeba trochę entuzjazmu” – powiedział Lesko z Lawrence Berkeley.

„Nie wchodź w rzadką fizykę wyszukiwania bez nadziei na znalezienie czegoś”. Dwa masywne dźwigi z czasów Wielkiego Kryzysu obsługują windę, która zabiera naukowców do tak zwanego Eksperymentu LUX-ZEPLIN w Sanford Underground Research Facility. 10-minutowy zjazd kończy się w tunelu z zimnymi ścianami wyłożonymi siatką. Ale stara, gnijąca kopalnia wkrótce prowadzi do nowoczesnego laboratorium, w którym brud i zanieczyszczenia są wrogiem. Hełmy są wymieniane na nowe, czystsze, a podwójna warstwa niebieskich skarpetek dziecięcych nakłada się na obuwie ochronne ze stalowymi noskami, powiedział główny inżynier Jeff Cherwinka podczas trasy koncertowej w grudniu 2019 r., zanim urządzenie zostało oddane do użytku. zamknięte i wypełnione.

Opisał go jako „jak termos” wykonany z „być może najczystszego na świecie tytanu”, zaprojektowany w celu utrzymania zimna ciekłego ksenonu i promieniowania tła do minimum. Ksenon jest wyjątkowym, jak wyjaśnił koordynator fizyki eksperymentów, Aaronem Manalisayem, ponieważ pozwala naukowcom dowiedzieć się, czy zderzenie ma miejsce z jednym z jego elektronów, czy z jądrem. Jeśli coś uderzy w rdzeń, powiedział, prawdopodobnie będzie to ciemna materia, której wszyscy szukają. Naukowcy ci przeprowadzili podobny, mniejszy eksperyment wiele lat temu.

Po tym, jak wyszli puste, myśleli, że muszą iść o wiele więksi. We Włoszech odbywa się kolejna próba na dużą skalę, prowadzona przez rywalizującą drużynę, ale na razie nie ogłoszono wyników. Naukowcy próbują zrozumieć, dlaczego wszechświat wydaje się tak inny. Jednym z elementów układanki jest ciemna materia, która ma zdecydowanie największą masę we wszechświecie. Astronomowie wiedzą, że istnieje, ponieważ mierząc gwiazdy i inną zwykłą materię w galaktykach, odkrywają, że przyciąganie grawitacyjne jest prawie niewystarczające, aby utrzymać te gromady razem.

Gdyby nic innego, galaktyki byłyby „bardzo daleko od siebie”, powiedział Manalaisay, dodając: „Niemożliwe jest zrozumienie naszej obserwacji historii ewolucyjnego wszechświata bez ciemnej materii”. „Nie byłoby nas tutaj bez ciemnej materii” – powiedział Lippincott, fizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Więc chociaż nie ma wątpliwości co do istnienia ciemnej materii, istnieje wiele wątpliwości co do tego, czym ona jest. Wiodąca teoria głosi, że zawiera ona elementy zwane WIMP – słabo oddziałujące makrocząsteczki. Jeśli tak, LUX-ZEPLIN może go wykryć. Chcemy znaleźć „gdzie mogą się ukryć tchórze”, powiedział Lippincott.