Νέος υπερευαίσθητος ανιχνευτής για τον εντοπισμό των φευγαλέων σωματιδίων της σκοτεινής ύλης

Υπάρχει πέντε φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη στο σύμπαν από τη «φυσιολογική» ύλη, τα άτομα και τα μόρια που απαρτίζουν το γνωστό κόσμο. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι άγνωστο τι πραγματικά είναι αυτό το κυρίαρχο σκοτεινό συστατικό. 

Στις 11 Νοεμβρίου μια διεθνής συνεργασία επιστημόνων εγκαινίασε το νέο πείραμα XENON1T, με τον μεγαλύτερο και πιο ευαίσθητο ανιχνευτή που έχει σχεδιαστεί για να ψάξουν τη σκοτεινή ύλη με πρωτοφανή ευαισθησία στο υπόγειο εργαστήριο Gran Sasso στην Ιταλία, σε βάθος 1.400 μέτρων.

Η σκοτεινή ύλη είναι ένα από τα βασικά συστατικά του σύμπαντος, και έρευνες για να εντοπιστεί στο εργαστήριο βάσει πειραμάτων έχουν διεξαχθεί εδώ και δεκαετίες. Ωστόσο, μέχρι σήμερα η σκοτεινή ύλη  έχει παρατηρηθεί μόνο έμμεσα, μέσω των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων που διέπουν τη δυναμική του σύμπαντος σε όλες τις κλίμακες-μήκους. Αναμένεται ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από ένα νέο, σταθερό στοιχειώδες σωματίδιο που έχει ξεφύγει από τον εντοπισμό μέχρι στιγμής.

Αναμένουμε ότι αρκετές δεκάδες χιλιάδες των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης ανά δευτερόλεπτο περνά μέσα από την περιοχή μιας μικρογραφίας », δήλωσε ο Luca Grandi, o βοηθός καθηγητής της φυσικής και μέλος του Ιδρύματος Kavli για την κοσμολογική φυσική." Το γεγονός ότι δεν τα έχουμε ανιχνεύσει ακόμα μας λέει ότι η πιθανότητα τους να αλληλεπιδρούν με τα άτομα του ανιχνευτή μας είναι πολύ μικρή, και ότι χρειαζόμαστε περισσότερο ευαίσθητα όργανα για να βρούμε τη σπάνια υπογραφή αυτού του σωματιδίου."

Το πείραμα ΧΕΝΟΝ1Τ,  θα γράψει ιστορία, αν πετύχει τον φιλόδοξο στόχο του.
Αν όμως αποτύχει, όπως έχουν αποτύχει έως τώρα και άλλα ανάλογα πειράματα, τότε οι επιστήμονες θα πρέπει μάλλον να ξεγράψουν μία από τις προσφιλείς επιστημονικές θεωρίες τους: ότι πιθανώς η σκοτεινή ύλη - που αποτελεί περίπου το 85% της ύλης του σύμπαντος - αποτελείται από τα λεγόμενα «ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα» (WIMPs), τα οποία προβλέπονται από την θεωρία της υπερσυμμετρίας, την κυριότερη -αλλά αναπόδεικτη ακόμη- πρόταση για να συμπληρωθεί το «Κυρίαρχο Πρότυπο» της σωματιδιακής Φυσικής. Αρα μια αποτυχία για τη σκοτεινή ύλη θα αποτελεί αποτυχία και για την υπερσυμμετρία γενικότερα.

Η προσπάθεια εντοπισμού αυτών των υποθετικών υπερσυμμετρικών σωματιδίων της σκοτεινής ύλης γίνεται επίσης στο CERN, καθώς και σε δύο υπόγεια ορυχεία στη Νότια Ντακότα των ΗΠΑ (πείραμα LUX - το πιο ευαίσθητο πείραμα μέχρι σήμερα) και στη Μινεσότα (πείραμα CoGeNT).

Υπάρχουν και άλλα παρεμφερή πειράματα σε εξέλιξη, όπως τα CRESST-II και DAMA/LIBRA επίσης κάτω από το Γκραν Σάσο, το XMASS-I σε ορυχείο της Ιαπωνίας και το PICO-60 σε ορυχείο

Τα πρώτα αποτελέσματα του XEON1T αναμένονται στις αρχές του 2016. Η συνεργασία αυτή αναμένει την επίτευξη των περισσότερων από τους στόχους της εντός δύο ετών από τη συλλογή δεδομένων. Οι ερευνητές στη συνέχεια θα κινηθούν σε μια νέα φάση.

"Φυσικά και θέλουμε να ανιχνεύσουμε το σωματίδιο σκοτεινής ύλης,"  είπε ο Grandi , "αλλά ακόμα κι αν έχουμε βρει μόνο μερικές ενδείξεις μετά από δύο χρόνια, είμαστε σε εξαιρετική θέση για να προχωρήσουμε όπως ήδη ετοιμάζουμε τώρα το επόμενο βήμα του έργου, που θα είναι ένας πολύ πιο ευαίσθητος XENONnT. "
thecuriosityofcat
13/11/2015


0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου