Ένας ανιχνευτής σκοτεινής ύλης επόμενης γενιάς ξεκίνησε τη λειτουργία του και έχει ήδη παρουσιάσει τα πρώτα του αποτελέσματα, τα οποία δείχνουν ότι είναι η πιο ευαίσθητη συσκευή αυτού του τύπου στη Γη.
Μια μηχανή θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεκλειδώσει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη φυσική – τη φύση σκοτεινή ύλη– Με την άμεση ανίχνευση των σωματιδίων του για πρώτη φορά.
Βρίσκεται βαθιά στους Black Hills της Νότιας Ντακότα Luxe Zeppelin Το πείραμα (LZ) – που διεξήχθη από μια ομάδα 250 επιστημόνων με επικεφαλής το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley (Berkeley Laboratory) – πέρασε τη φάση ελέγχου της διαδικασίας εκκίνησης με άριστα.
Σχετίζεται με: Μπορεί ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη;
Ο ανιχνευτής LZ βρίσκεται σε λειτουργία από τον Δεκέμβριο του 2021 και αυτά τα πρώτα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν τις πρώτες 60 ημέρες ενεργών λειτουργιών. Είμαστε έτοιμοι και όλα φαίνονται καλά», δήλωσε ο ανώτερος φυσικός και πρώην εκπρόσωπος του LZ, Kevin Lisko, του Berkeley Lab. δήλωση (Ανοίγει σε νέα καρτέλα). «Είναι ένας πολύπλοκος ανιχνευτής με πολλά μέρη και όλα λειτουργούν καλά εντός των προσδοκιών».
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85% της γνωστής ύλης Σύμπαν, αλλά επειδή δεν αλληλεπιδρά με το φως, είναι πρακτικά αόρατο. Ομοίως, οτιδήποτε Τα σωματίδια που συνθέτουν τη σκοτεινή ύλη Χμμ, δεν αντιδρούν έντονα ούτε με άλλες ουσίες.
Στην πραγματικότητα, ο μόνος τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης είναι μέσω αυτής επίδραση της βαρύτητας που συνδέει κυριολεκτικά τους περισσότερους γαλαξίες, εμποδίζοντας τα αστέρια που το αποτελούν να πετάξουν μακριά καθώς περιστρέφονται.
Αυτό σημαίνει ότι οι ερευνητές γνωρίζουν ότι η σκοτεινή ύλη δεν αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια όπως η καθημερινή ύλη -ή βαρυονική ύλη- που βλέπουμε γύρω μας σε καθημερινή βάση.
Σχετίζεται με: Η μελέτη διαπίστωσε ότι η ύλη και η αντιύλη ανταποκρίνονται στη βαρύτητα με τον ίδιο τρόπο
Ο ανιχνευτής LUX-ZEPLIN δημιουργήθηκε ειδικά για την αναζήτηση ενός υποτιθέμενου τύπου σκοτεινής ύλης που ονομάζεται Τα τεράστια μόρια αντιδρούν ασθενώςΚαι το ή WIMP. Αυτά τα σωματίδια αναμένεται να συγκρούονται με την ύλη πολύ σπάνια και να αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς όταν συμβαίνουν.
Επί του παρόντος, τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης δεν έχουν ανιχνευθεί άμεσα, αλλά η ελπίδα είναι ότι ο ανιχνευτής LZ μπορεί να το αλλάξει ανιχνεύοντας τις αμυδρά αλληλεπιδράσεις αυτών των μυστηριωδών σωματιδίων με άτομα ξένου. Αυτό απαιτεί έναν ευαίσθητο ανιχνευτή με την αφαίρεση όλων των πιθανών θορύβων που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ανίχνευση.
Το xenon του LZ στεγάζεται σε δύο ένθετες δεξαμενές τιτανίου που περιέχουν δέκα τόνους του στοιχείου σε υγρή κατάσταση. Αυτές οι δεξαμενές παρακολουθούνται από δύο συστοιχίες σωλήνων φωτοπολλαπλασιαστή (PMT) που προετοιμάζονται να ανιχνεύσουν πηγές αμυδρού φωτός.
Οι δεξαμενές και οι συνοδευτικοί ανιχνευτές βρίσκονται επίσης μέσα σε ένα μεγαλύτερο σύστημα ανίχνευσης που μπορεί να συλλάβει τυχόν σωματίδια που μπορούν να μιμηθούν ένα σήμα σκοτεινής ύλης και να το εξαλείψουν από την αναζήτηση για πραγματική σκοτεινή ύλη.
Για να προσδιοριστούν αυτές οι ασθενείς αλληλεπιδράσεις, οι δεξαμενές xenon πρέπει να διατηρούνται στους μείον 148 βαθμούς Φαρενάιτ (μείον 100 βαθμούς Κελσίου). Επιπλέον, η ομάδα LZ πρέπει να αφαιρέσει όλα τα φυσιολογικά ακτινοβολία υποβάθρου από τον ανιχνευτή. Μια δεξαμενή νερού περιβάλλει το πείραμα από τη φυσική ακτινοβολία που εκπέμπεται από την ακτινοβολία από τους τοίχους του εργαστηρίου.
Η υπόγεια θέση του ανιχνευτή της σκοτεινής ύλης βοηθά στην προστασία του από πρωτόνια υψηλής ενέργειας και ατομικούς πυρήνες που κινούνται στο διάστημα με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός και προέρχονται από τον ήλιο και πέρα από το ηλιακό σύστημα που ονομάζεται κοσμικές ακτίνες.
Η ευαισθησία του ανιχνευτή LZ θα ενισχυθεί περαιτέρω τις επόμενες 1.000 ημέρες, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή είναι μόνο η αρχή του πειράματος.
Ο εκπρόσωπος της LZ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, Χιου Λίπινκοτ, δήλωσε σε μια δήλωση δήλωση (Ανοίγει σε νέα καρτέλα). “Υπάρχει πολλή επιστήμη να γίνει και είναι πολύ συναρπαστικό!”
Τα πρώτα αποτελέσματα του ανιχνευτή ήταν Δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο (Ανοίγει σε νέα καρτέλα) Δοκιμές LZ την Πέμπτη (7 Ιουλίου).
Ακολουθήστε μας στο Twitter Ενσωμάτωση tweet ή επάνω Facebook.