Znanost & Tehnologija Novice

Detektor temne snovi Lux-Zeplin izstreljen v podzemnem laboratoriju

Nekdanji rudnik zlata v podzemnem raziskovalnem centru Sanford (Južna Dakota) je lansiral detektor temne snovi. V okviru projekta Lux-Zeplin bodo znanstveniki iskali znake obstoja snovi znotraj rezervoarja iz titana, napolnjenega z utekočinjenim ksenonom.

Udar strele v bližini Bele hiše ubije dva, dva rani

Srce detektorja temne snovi je sestavljeno iz dveh vgnezdenih rezervoarjev iz titana, napolnjenih z desetimi tonami zelo čistega tekočega ksenona in opazovanih z dvema nizoma fotopomnoževalnih cevi (PMT), ki lahko zaznavata šibke vire svetlobe.

Rezervoar se nahaja na globini 1,6 km. Ideja projekta je, da bo titan pod takimi pogoji blokiral skoraj vse kozmične delce, ki dosežejo Zemljo. Vendar pa znanstveniki domnevajo, da bi lahko delci temne snovi teoretično pronicali v rezervoar. Upajo, da bi tak delec lahko trčil v ksenonsko jedro in razkril svoj obstoj v bliskavici, ki jo prepozna naprava, imenovana "kamera za časovno projekcijo".

Projekt je bil organiziran pet let in 60 milijonov dolarjev, prva opazovanja so se začela pred dvema mesecema po zamudi zaradi pandemije. Doslej detektor ni našel znakov prisotnosti temne snovi. Vendar pa znanstveniki pravijo, da medtem ko naprava deluje tako, da filtrira večino sevanja ozadja. "Da bi našli to zelo redko vrsto interakcije, je izziv številka ena, da se najprej znebite vseh običajnih virov sevanja, ki bi lahko motili eksperiment," je dejal fizik Univerze v Marylandu Carter Hall.

Če so vsi izračuni in teorije fizikov pravilni, potem pričakujejo, da bodo videli le nekaj bežnih manifestacij temne snovi na leto. Skupina 250 znanstvenikov ocenjuje, da bodo v naslednjih nekaj letih prejeli 20-krat več podatkov.

Do konca poskusa je verjetnost zaznave temne snovi s to napravo "verjetno manj kot 50%, vendar več kot 10%," je povedal Hugh Lippincott, fizik in udeleženec eksperimenta.

Znanstveniki se do rezervoarja spustijo z dvema dvigaloma iz obdobja depresije, ki upravljata dvigalo. Po 10-minutnem spustu gredo skozi tunel z mrežastimi stenami. Nato se fiziki preoblečejo v sterilna oblačila in gredo v rezervoar.

Vodilni inženir Jeff Cervinka ga je opisal kot "termovko", izdelano iz "morda najčistejšega titana na svetu", zasnovano za hlajenje tekočega ksenona in zmanjšanje sevanja ozadja.

Koordinator fizikalnih eksperimentov Aharon Manaleisey pojasnjuje izbiro ksenona z besedami, da omogoča raziskovalcem, da vidijo, ali je trk v enega od njegovih elektronov ali v jedro.

V Italiji vzporedno teče podoben projekt XENON. Znanstveniki že več kot 15 let iščejo znake temne snovi v podzemnem laboratoriju Gran Sasso z uporabo rezervoarja tekočega ksenona. Septembra 2021 je postalo znano, da so znanstveniki z Univerze v Cambridgeu prejeli nepričakovan presežek nad pričakovanim ozadjem. Pogosto se takšni signali izkažejo za naključne, včasih pa lahko vodijo do temeljnih odkritij. Znanstveniki so simulirali, kaj bi se zgodilo, če bi tega signala lahko pripisali ne temni snovi, ki so jo iskali v poskusu, temveč temni energiji.

Še pred 15 leti so v okviru eksperimenta DAMA/LIBRA (iskanje temne snovi z detektorjem kalijevega jodida z dodatkom talija) globoko v gori Gran Sasso d'Italia v osrednji Italiji opazili majhna nihanja v številu trkov na leto so bile razkrite. Skupina znanstvenikov je trdila, da je odkrila delec temne snovi v obliki lahkega WIMP z maso približno 10 GeV.

Detektor temne snovi Lux-Zeplin izstreljen v podzemnem laboratoriju