ما زلنا نقول أن المادة المظلمة من الصعب جدًا العثور عليها. يقول علماء الفلك إنهم يستطيعون رؤية آثاره - مثل العدسة الجاذبية ، أو الإنجاز الخفيف المذهل للضوء الذي يحدث عندما تجلب المجرة الضخمة الضوء من المجرات الأخرى وراءها. ولكن تحديد ماهية هذا الأمر هو أمر بعيد المنال. وبالنظر إلى أنها تشكل معظم مادة الكون ، سيكون من الرائع معرفة كيف تبدو المادة المظلمة.
قضت تجربة جديدة - وصفت بأنها أكثر كاشف المادة المظلمة حساسية في العالم - ثلاثة أشهر في البحث عن أدلة على ضعف التفاعل بين الجسيمات الضخمة (WIMPs) ، والتي قد تكون أساس المادة المظلمة. لا شيء حتى الآن ، لكن الباحثين أكدوا أنهم بدأوا للتو العمل.
قال الفيزيائي دان ماكينزي من جامعة ييل ، وهو أحد المتعاونين في Xenon Large Underground Xen: "الآن بعد أن فهمنا الأداة وخلفياتها ، سنستمر في أخذ البيانات ، واختبار المزيد والمزيد من المرشحين بعيد المنال عن المادة المظلمة". كاشف LUX).
تعمل LUX على بعد ميل (1.6 كيلومتر) تحت الأرض في مرفق سانفورد للأبحاث تحت الأرض المملوك للدولة ، والذي يقع في داكوتا الجنوبية. الموقع تحت الأرض مثالي لهذا النوع من العمل لأنه لا يوجد تدخل يذكر من جزيئات الأشعة الكونية.
"في قلب التجربة ، يوجد خزان من التيتانيوم بطول ستة أقدام مملوء بما يقرب من ثلث طن من الزينون السائل ، يتم تبريده إلى 150 درجة فهرنهايت تحت الصفر. إذا ضرب WIMP ذرة زينون فإنه يتراجع من ذرات زينون أخرى ويبعث الفوتونات (الضوء) والإلكترونات. قال مختبر لورنس بيركلي الوطني ، الذي يقود العمليات في سانفورد ، إن الإلكترونات تصعد إلى أعلى بواسطة مجال كهربائي وتتفاعل مع طبقة رقيقة من غاز الزينون في الجزء العلوي من الخزان ، وتطلق المزيد من الفوتونات.
"كل كاشف ضوئي في الجزء العلوي والسفلي من الخزان قادران على اكتشاف فوتون واحد ، لذلك يمكن تحديد مواقع إشارتي الفوتون - واحدة عند نقطة التصادم والأخرى في الجزء العلوي من الخزان - داخل مليمترات قليلة. يمكن قياس طاقة التفاعل بدقة من سطوع الإشارات. "
حساسية LUX للـ WIMPs ذات الكتلة المنخفضة هي أكثر من 20 مرة أفضل من أجهزة الكشف الأخرى. ومع ذلك ، لم يتمكن الكاشف من تأكيد تلميحات محتملة لـ WIMPs الموجودة في تجارب أخرى.
وأضاف المختبر أن "ثلاثة أحداث WIMP مرشحة منخفضة الكتلة تم الإبلاغ عنها مؤخرًا في كاشفات السيليكون شديدة البرودة كانت ستنتج أكثر من 1600 حدث في كاشف LUX الأكبر بكثير ، أو حدث واحد كل 80 دقيقة في التشغيل الأخير".
لا تلمس هذا الاتصال الهاتفي بعد. تخطط LUX للقيام بالمزيد من البحث في العامين المقبلين. بالإضافة إلى ذلك ، يقترح مختبر سانفورد تجربة LUX-ZEPLIN أكثر حساسية والتي ستكون أكثر حساسية 1000 مرة من LUX. لم ترد أي كلمة حتى الآن عن موعد مغادرة LUX-ZEPLIN.
المصدر: مختبر لورانس بيركلي الوطني
