Znanstvenici u novi lov na “tamnu tvar” kreću iz dubine Zemlje

Tamna tvar ili tamna materija, otkako je otkrivena, intrigira znanstvenike. Ova tajanstvena tvar čini oko 85 posto sve materije u svemiru, a nitko zapravo ne zna što je ona.

Znanstvenici su sigurni da postoji, jer mogu izmjeriti kako ona utječe na druga svemirska tijela, ali kako ona zaista izgleda i od čega se sastoji – još nije poznato.

Stoga su znanstvenici osmislili eksperiment kojim žele uhvatiti tamnu stvar na djelu, odnosno u interakciji s drugim česticama. A kako bi to ostvarili nisu se okrenuli prema svemiru, već – unutrašnjosti Zemlje.

Eksperiment pod imenom LUX-ZEPLIN (LZ) provodi se duboko u starom rudniku smještenom u Južnoj Dakoti. Gotovo 1.600 metara ispod površine, u Sanfordovom podzemnom istraživačkom postrojenju, koje je gotovo zaštićeno od buke s površine, znanstvenici su izgradili dva spremnika od titana i u njih smjestili posudu s 10 tona čistog tekućeg ksenona, opremili ju detektorima koji mogu uhvatiti i najslabiji bljesak energije i krenuli u potragu.

Kako su istaknuli prilikom predstavljanja projekta, tamna stvar i dalje je jedna od najvećih misterija fizike čestica. LZ detektor uspješno je odradio testni period, a sad je spreman za izvođenje eksperimenta koji će trajati do 1000 dana, a trebao bi krenuti krajem ljeta i početkom jeseni. Tim od 250 znanstvenika nada se kako bi prvi rezultati mogli biti poznati već 2023. godine, a cijeli eksperiment trebao bi trajati i do pet godina.

Istaknuli su da, ako uspiju otkriti novu česticu, to bi moglo dovesti do nove, preciznije fizike i promijeniti način na koji gledamo na svemir.

Svi pokušavaju pronaći neke dokaze za fiziku izvan standardnog modela, a vjerojatno najjači dokaz koji imamo o tome je tamna tvar, rekao je Aaron Manalaysay, koordinator projekta za fiziku na predstavljanju. Ali mi jednostavno ne znamo što je to.

Znanstvenici nagađaju da tamna tvar dolazi od masivnih čestica slabe interakcije, teoretske čestice koja je u interakciji s gravitacijom i veoma se rijetko sudara s česticama vidljive materije. No, to nitko do sad nije potvrdio, a LZ će se fokusirati upravo na to.

Kako su pojasnili, senzori koji prate što se događa u velikom spremniku, mogu detektirati poznate interakcije čestica. Ono što traže je nešto neuobičajeno i nadaju se da će upravo to biti tamna tvar.

Ovo nije prvi eksperiment koji koristi ksenon za traženje tamne tvari, ali, tvrde znanstvenici, najtiši je pa vjeruju da bi mogao detektirati i najmanje interakcije čestica, prenosi Zimo.

Što bi mogli otkriti, znat ćemo već sljedeće godine. A iako ovaj eksperiment još nije ni krenuo u punom kapacitetu, znanstvenici već razmišljaju o sljedećem. Naime, znanstvenici iz talijanskog tima XENON1T i velike grupe znanstvenika koji proučavaju tamnu tvar u Europi (DARWIN) udružili su snage sa znanstvenicima iz LZ-a i planiraju napraviti još veći eksperiment s tamnom materijom. No, za sad je to još uvijek samo plan. Prvo trebaju vidjeti kako će proći eksperiment u LZ-u.

(www.jabuka.tv | Foto: Sanford Underground Research Facility)