Ogromne podziemne laboratorium w Chinach. Bada tajemniczą materię...

Ogromne podziemne laboratorium w Chinach za swój cel obrało poszukiwanie ciemnej materii. Ciemna materia to hipotetyczna materia, która nie emituje i nie odbija promieniowania elektromagnetycznego. W związku z czym, jedyną oznaką, że ona w ogóle istnieje, są wywierane przez nią efekty grawitacyjne.

Naukowcy są pewni, że ona istnieje, jednak do tej pory nie udało się jej uchwycić w żaden sposób. Ciemna materia jest dominującym wytłumaczeniem na obserwowane w kosmosie anomalie dotyczące rotacji galaktyk oraz ich ruchu w gromadach. Jednak do tej pory nie udało się jej odkryć, a jej natura pozostaje jedną z największych tajemnic kosmosu. Poszukiwania trwają dziesięciolecia, jednak ciemna materia pozostaje frustrująco nieuchwytna.

China Jinping Underground Laboratory (CJPL) to podziemna placówka badawcza, która po niedawnej modernizacja została okrzyknięta największym i najgłębiej położonym podziemnym obiektem na świecie. Zostało oddane do użytku w grudniu ubiegłego roku, po tym, jak zostało przebudowane i ochrzczone jako CJPL-II.  

Laboratorium powstało dzięki wykorzystaniu sieci tunelów biegnących przez góry Jinping w chińskiej prowincji Syczuan. Dzięki temu, że jest położone na głębokości 2400 metrów, duża ilość skał nad nim redukuje szum tła spowodowany na przykład promieniowaniem kosmicznym. Dzięki temu poszukiwania ciemnej materii mogą wreszcie przynieść jakieś rezultaty.

Obiekt składa się z sieci tunelów o łącznej powierzchni 330 00 metrów sześciennych. Wewnątrz znajdują się dwa detektory ciemnej materii. Co ciekawe, do jaskiń można dojechać autobusem, dzięki czemu laboratorium jest niezwykle dostępne. „Nie sądzę, że istnieje jakakolwiek inna witryna, która łączy w sobie tak dużą głębię i taki dostęp” – powiedział Wick Haxton, profesor fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.

W przeciwieństwie na przykład do protonów i elektronów ciemna materia nie podlega wielu interakcjom. Co za tym idzie, cząstki składające się na nią mogą z łatwością przenikać skały i przejść przez detektory nawet tak głęboko umiejscowione, jak te znajdujące się w CJPL-II.

Naukowcy są pełni nadziei, że potencjalne cząstki ciemnej materii wejdą w interakcję z materiałem w detektorach specjalnie zaprojektowanych do wykrywania tych nieuchwytnych cząstek. W CJPL prowadzone są dwa eksperymenty dotyczące ciemnej materii, z cząsteczkami i astrofizycznym ksenonem (PandaX) oraz chiński eksperyment z ciemną materią (CDEX).

Jak to działa? Potencjalne cząstki ciemnej materii zderzają się z atomami ciekłego ksenonu, który wytwarzany jest przez detektor PandaX, a wychwycone cząstki zostaną oznaczone w postaci błysków światła przez czujniki. CDEX, detektor germanu, charakteryzuje się większą czułością i wyryte cząstki ciemnej materii oznacza jako sygnały elektryczne. Naukowcy zakładają, że nawet jeżeli większość cząstek przemknie obok detektorów, to jakaś zbłąkana wejdzie w interakcje z którymś z detektorów.

Eksperci zajmujący się ciemną energią są pełni nadziei. Twierdzą, że nowoczesne i zmodernizowane laboratorium Jinping może pomóc nie tylko w odnalezieniu ciemnej materii, ale również dostarczy odpowiedzi na bardziej podstawowe pytania, na przykład to, czy rzeczywiście „cząstki” stanowią ciemną materię.  

Istnieją teorie, które sugerują, że ciemna materia nie składa się z cząstek. Popularne teorie grawitacji nie wymagają, by ciemna materia składała się z cząstek, by dalej oddziaływać w taki sposób na obiekty we wszechświecie, jak sugerują powszechnie panujące poglądy.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!