Nem találtak sötétanyagot a világ legérzékenyebb detektorával

A kvantummechanika nagy kérdése, mint például a sötét anyag problematikája, még megoldásra várnak

Nem találtak sötétanyagot a világ legérzékenyebb detektorával, a nagy földalatti xenondetektorral közölték amerikai kutatók.

A kutatók csalódottak, hogy még nem akadtak a nyomára

A dél-dakotai Leadben lévő elhagyott aranybányában 1,6 kilométer mélységben elhelyezett detektorral három éven keresztül keresték a tudósok a világegyetem anyagának több mint négyötödét alkotó anyagot, amely nem bocsát ki fényt vagy detektálható sugárzást, csupán gravitációs hatása észlelhető.

A kvantummechanika nagy kérdése, mint például a sötét anyag problematikája, még megoldásra várnak Forrás: CERN

A földalatti laboratóriumot 2009-ben kezdték építeni, létrehozása 10 millió dollárba került.
"Bizonyos mértékig büszkék vagyunk arra, hogy a detektor ilyen jól működött, de csalódottak is vagyunk, hogy nem láttunk semmit" - közölte Daniel McKinsey, a Kaliforniai Egyetem fizikusa, a többségében az amerikai kormány által finanszírozott projekt egyik szóvivője csütörtökön a sötétanyagról az angliai Sheffieldben folyó nemzetközi konferencián.

Tizenhat kilométer mélységben lapul a detektor

A nagy földalatti xenondetektor (Large Underground Xenon, LUX) nevű kísérlet egyike annak a három programnak, amelyben tudósok a sötétanyagra vadásznak. A másik a Nemzetközi Űrállomáson folyik, a harmadik pedig a nagy hadronütköztetőben, Genfben.

A sötét anyag Tejút körüli eloszlásának (kék szín) művészi illusztrációja Forrás: Wikimedia Commons

A xenondetektort azért helyezték el 16 000 méter mélyen a föld alatt, hogy kiszűrjék a kozmikus sugárzást. A telefonfülke nagyságú detektort 6 méter magas és 8 méter átmérőjű rozsdamentes acéltartályba helyezték, amely 265 ezer liter ultra tiszta, deionizált vízzel töltöttek meg. A detektor egy duplafalú titáncilinder, amely 370 kilogramm xenont tartalmaz mínusz 100 Celsius-fokra lehűtve.

A Large Underground Xenon, (LUX), azaz a nagy földalatti xenondetektor Forrás: Wikimedia Commons

A kísérletben a tudósok a sötétanyagot valószínűleg alkotó gyengén kölcsönható nehéz elemi részecskék, a WIMP-ek és a xenonatomok ütközését akarták regisztrálni, ami felvillanást idéz elő.

Bizonyos, hogy létezik, csak ki kell mutatni

Mivel nem találtak WIMP-eket, a fizikusokat ez arra késztetheti, hogy más potenciális sötétanyag részecske felé forduljanak, bár a WIMP a lehető "legéletképesebb opció" - hangoztatta Neal Weiner, a New York-i Egyetem részecskefizikai intézetének igazgatója, aki nem vesz részt a projektben.
Az amerikai szakemberek most azon dolgoznak, hogy a LUX-nak egy nagyobb, még modernebb változatát alkossák meg, az LUX-Zeplin nevű berendezést, amelyet 50 millió dollárba kerül, 70-szer lesz érzékenyebb és 2020-ben kezdheti meg működését - közölte Richard Gaitskell, a Brown Egyetem tudósa.

Szimulációs ábra: a sötét anyag hálózata (kék színnel) mentén csomósodó fénylő gázanyag Forrás: MIT/Illustris, Nature

"Biztos, hogy létezik. Tudjuk, hogy a sötétanyag létezik, ha másból nem, abból, ahogy segíti a galaxisok kialakulását és elhajlítja a fényt a galaxishalmazok körül - hangoztatta McKinsey.
Neil Weiner hangoztatta, nem tudni, mikor fogunk sötétanyagot találni, mivel nem tudjuk pontosan, mi is az. Ezért olyan nagy dolog a sötétanyag utáni kutatás.