Potwierdzono wstępne wyniki eksperymentu LUX
W październiku ubiegłego roku poinformowano o pierwszych danych uzyskanych z wykrywacza LUX. To niezwykłe urządzenie, o którego budowie informowaliśmy, jest najbardziej czułym detektorem ciemnej materii.
Podczas pierwszych 90 dni pracy urządzenia nie znaleziono żadnego dowodu na istnienie ciemnej materii i wykluczono w ten sposób wiele hipotez dotyczących jej budowy. Jako, że wcześniejsze eksperymenty sugerowały, że ciemna materia składa się z wyjątkowo lekkich cząstek, jesienią ubiegłego roku zaczęto zwiększać czułość urządzenia LUX.
Podczas kalibracji zwiększyliśmy jego czułość około 10-krotnie. Nowe badania dowiodły, że pierwsze wyniki, jakie uzyskaliśmy, a które nie wykazały istnienia ciemnej materii, są oparte na solidnych podstawach - mówi profesor Rick Gaitskell, rzecznik prasowy LUX.
Galeria (6)
Obecnie nie posiadamy żadnego bezpośredniego dowodu na istnienie ciemnej materii. Teoretyczne przewidywania oraz obserwacje pośrednie wskazują, że powinna ona stanowić około 80% masy wszechświata. Fizycy są niemal pewni, że ciemna materia istnieje, nie wiadomo jednak, z czego się składa. Najszerzej rozpowszechniona hipoteza mówi, że ciemną materię tworzą słabo oddziałujące masywne cząstki (WIMP – Weakly Interacting Massive Particles). Są one dość powolne, słabo oddziałują z innym cząstkami, zatem trudno je wykryć. LUX powstał właśnie po to, by zarejestrować te rzadkie przypadki, podczas których dochodzi do interakcji WIMP z innym cząstkami. Detektor wykorzystuje kilkaset kilogramów niezwykle czystego ksenonu oraz wykrywacze światła zdolne do zarejestrowania pojedynczego fotonu. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki nim uda się uchwycić moment, w którym WIMP zderzy się z jądrem ksenonu i dojdzie do uwolnienia energii.
Ostatnie prace nad zwiększeniem czułości LUX były unikatowe, gdyż po raz pierwszy kalibracji dokonywano bezpośrednio w wykrywaczu, a nie – jak przy wcześniejszych eksperymentach – w osobnych komorach testowych.
W bieżącym roku czułość detektora zostanie jeszcze zwiększona.
Komentarze (6)
pogo, 21 lutego 2014, 13:13
Czyli pojawia się sugestia, że ciemna materia nie istnieje... albo przynajmniej składa się z czegoś, czego się nie spodziewamy.
Nikt nie uwierzy w negatywne wyniki testów jako dowód aż do momentu, gdy ktoś udowodni, że ciemna materia nie jest do niczego potrzebna.
tommy2804, 21 lutego 2014, 13:51
Mnie osobiście ciekawi dlaczego w eksperymencie użyto akurat ksenonu. Czyżby ten pierwiastek posiadał jakieś unikalne właściwości (poza tym, że jest gazem szlachetnym)?
pogo, 21 lutego 2014, 15:35
Trzeba poszukać starszych artykułów o tym. Chyba był uzasadniany ten wybór.
techon, 21 lutego 2014, 15:40
Argumentami za wykorzystaniem ksenonu może być to, że jądra kryptonu są duże przez co mają duży przekrój czynny na zderzenia oraz mają względnie niską energię jonizacji.
galen, 21 lutego 2014, 16:37
Obstawiam, że to właśnie bierność chemiczna tego pierwiastka sprawia, że nadaje się do tego eksperymentu ponieważ redukuje to ryzyko wzbudzenia przez choćby "ramy" detektora, czy cokolwiek innego. Nie jest to wprawdzie najbardziej obojętny z gazów szlachetnych, ale ma stosunkowo ciężkie (duże) jądro. Dzięki temu wzrasta prawdopodobieństwo, że jakaś cząstka elementarna w nie trafi.
Z tego, co gdzieś czytałem/słyszałem (czyli nie jestem w stanie podać źródła
), nie potrafimy obecnie wyjaśnić zachowania niektórych obiektów w kosmosie bez ciemnej materii. Ma ona jakąś masę, która, np. byłaby w stanie przesunąć nieco środek ciężkości. To tak, jak przy zderzeniu kul bilardowych. Jedna uderza w drugą, ale ta pierwsza zostawia "cień" w postaci właśnie masy. To są właśnie obserwacje pośrednie. Dlatego ciemna materia "raczej" jest.
ksalem, 21 lutego 2014, 23:58
Sądzę, że powinno się takie badania nie prowadzić na Ziemi czy w pobliżu jakichkolwiek obiektów. Oddziaływanie grawitacyjne ciemnej materii obserwowane (lub wyliczane) były w innych miejscach niż zgrupowania materii nam znanej. Dobrym najbliższym miejscem byłyby obszary libracyjne gdyż w pobliżu zwykłej materii jak dotąd nic nowego czego by model standardowy przewiduje nie zaobserwowano nawet w bardzo czułych detektorach. Przykładem mogą być detektory neutrin, które nie wykryły jakichś anomalii w obecnym modelu cząstek elementarnych.
Nie wiem, czy czułość tego detektora ksenonowego na oddziaływania między materią jest większa od tego dla neutrin (czułość jest pojęciem względnym). Wiadomo że algorytmy szukają konkretnych zdarzeń i pomijają te znane ale jak zajdzie nowe nieznane zdarzenie (inna energia zderzenia lub jego produkt) sprawdzane jest czy to błąd czy coś nowego.Myślę, żę właśnie od takich danych powinno się zacząć szukanie nowej, ciemnej materii.