Próbowali złapać ciemną materię w piwnicy. Jak im poszło?
Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory postanowili spróbować wyodrębnić z otchłani wszechświata ciemną materię. Wykorzystali w tym celu jasno oświetlony korytarz w piwnicy i specjalne detektory zaprojektowane do wykrywania neutrin.
Uważa się, że ciemna materia stanowi znaczną część masy-energii wszechświata. Jednak jest to najbardziej tajemnicza materia ze wszystkich odkrytych. Przez to, że nie emituje ona światła ani innego wykrywalnego promieniowania, jest dla nas niewidoczna. Jednak dzięki temu, że oddziałuje grawitacyjnie na zwykłą materię, jej obecność jest możliwa do wykrycia.
Eksperyment w specjalnej piwnicy
Zespół naukowców postanowił wykorzystać do eksperymentu specjalną piwnicę, Aleję Neutrino, która znajduje się pod Spalacyjnym Źródłem Neutronów (SNS), czyli potężnym akceleratorem cząstek. Dzięki temu eksperymentowi udało się rozszerzyć światowe badania ciemnej materii w nowy sposób. Naukowcy przewidują, że znacznie większy i bardziej czuły detektor zwiększy szanse na wyłapanie cząstek ciemnej materii w następnych próbach.
Eksperyment przeprowadził zespół naukowy COHERENT, w którego skład wchodzą wybitna profesor fizyki Arts & Sciences Kate Scholberg, profesor nadzwyczajny fizyki Phillip Barbeau, oraz doktor habilitowany Daniel Pershey.
Neutrinami nazywamy cząstki subatomowe, które powstają w efekcie wybuchu gwiazdy i powstania supernowej, lub w akceleratorach cząsteczek jako produkt uboczny zderzeń protonów. Nie bez powodu Aleja Neutrino znajduje się pod jednym z najpotężniejszych akceleratorów cząstek SNS. Wyposażona ona jest w szereg detektorów mających obserwować neutriny. Oprócz neutrin skutkiem ubocznym działań zachodzących w tym akceleratorze cząstek, gdy protony są ze sobą zderzane, jest ciemna materia. Jednak naukowcom nie udało się zaobserwować cząstek ciemnej materii za pomocą dostępnych detektorów. Brak informacji w tym wypadku jest również informacją, ponieważ pozwala to na znaczne udoskonalenie modelu wyglądu ciemnej materii.
Oczywiście, gdybyśmy to zobaczyli, byłoby to bardziej ekscytujące, ale nie zobaczenie tego to naprawdę wielka sprawa. Dokładnie wiemy, jak detektor zareagowałby na ciemną materię, gdyby ciemna materia miała pewne cechy, więc szukaliśmy tego konkretnego odcisku palca.
Tym odciskiem palca jest sposób, w jaki jądra atomów po uderzeniu przez neutrino, lub w tym wypadku cząstkę ciemnej materii, odbijają się w detektorze. Moc, z jaką powstaje odcisk, świadczy o sile pocisku. Gdy mówimy o ciemnej materii, każda informacja jest ważna, ponieważ nikt tak naprawdę nie wie, czym ta materia jest.
Poszerzamy nasz zasięg w zakresie tego, jakie modele ciemnej materii mogą istnieć, i to jest bardzo znaczące.
Naukowcy pracują nad zastosowaniem w podziemiach pod SNS o wiele czulszego detektora, który umożliwi obserwacje ciemnej materii. Problem stanowi fakt, że cząsteczki te mogą przemieszczać się w przestrzeni dość spokojnie, a jeśli do tego są bardzo lekkie, nie dotrą do detektora z wystarczającą mocą, by zostawić w nim ślad. Dlatego też te badania odbywają się pod akceleratorem cząstek, ponieważ tam wytwarzane są przy znacznie wyższych energiach, co może skutkować wykryciem sygnału ciemnej materii.
Polecamy na Antyweb | Google rozdaje kasę za darmo i… przeprasza za niedogodności
