Vi säger att mörk materia är så mycket svår att hitta. Astronomer säger att de kan se dess effekter - till exempel gravitationslinser, eller en fantastisk böjande prestanda av ljus som äger rum när en massiv galax leder fram ljus från andra galaxer bakom den. Men det är svårt att definiera vad det är. Och med tanke på att det utgör det mesta av universums materia, skulle det vara bra att veta hur mörk materia ser ut.
Ett nytt experiment - som fakturerades som den mest känsliga detektorn för mörk materia i världen - tillbringade tre månader på att leta efter bevis på svagt samverkande massiva partiklar (WIMP), som kan vara grunden för mörk materia. Hittills ingenting, men forskare betonade att de bara har börjat arbetet.
"Nu när vi förstår instrumentet och dess bakgrunder kommer vi att fortsätta att ta data och testa efter fler och mer svårfångade kandidater för mörk materia," konstaterade fysiker Dan McKinsey från Yale University, som är en av samarbetspartnerna på Large Underground Xenon ( LUX) detektor.
LUX driver en mil (1,6 kilometer) under jorden i det statliga Sanford Underground Research Facility, som ligger i South Dakota. Den underjordiska platsen är perfekt för den här typen av arbete eftersom det är liten störning från kosmiska strålpartiklar.
”I hjärtat av experimentet är en sex fot hög titanbehållare fylld med nästan en tredjedel av ett ton flytande xenon, kyld till minus 150 grader Fahrenheit. Om en WIMP träffar en xenonatom kommer den tillbaka från andra xenonatomer och avger fotoner (ljus) och elektroner. Elektronerna dras uppåt av ett elektriskt fält och samverkar med ett tunt lager av xenongas i toppen av tanken och släpper ut fler fotoner, säger Lawrence Berkeley National Laboratory, som leder verksamheten i Sanford.
”Ljusdetektorer i tankens topp och botten kan var och en upptäcka en enda foton, så platserna för de två fotonsignalerna - den ena vid kollisionspunkten, den andra i toppen av tanken - kan fastställas inom en några millimeter. Interaktionen kan mätas exakt utifrån signalernas ljusstyrka. ”
LUXs känslighet för WIMP: er med låg massa är mer än 20 gånger bättre än andra detektorer. Som sagt, detektorn kunde inte bekräfta möjliga antydningar av WIMP: er som hittades i andra experiment.
"Tre kandidater med låg massa WIMP som nyligen rapporterats i ultrakalla kiseldetektorer skulle ha producerat mer än 1 600 händelser i LUXs mycket större detektor, eller en var 80: e minut under den senaste tiden," tilllade laboratoriet.
Rör dock inte den ratten än. LUX planerar att göra mer sökning under de kommande två åren. Sanford Lab föreslår också ett ännu känsligare LUX-ZEPLIN-experiment som skulle vara 1 000 gånger känsligare än LUX. Inget ord ännu om när LUX-ZEPLIN kommer upp från marken.
Källa: Lawrence Berkeley National Laboratory
