WIMP'yi nasıl yakalarsınız? Hayır, sınıftaki en zayıf çocuğa zorbalık etmekten bahsetmiyorum, Zayıf Etkileşim Masif Parçacıklar (şunlar ) Wimps. Tanım gereği “büyük” olmalarına rağmen, elektromanyetik kuvvetle (fotonlar yoluyla) etkileşime girmezler, bu nedenle “görülemezler” ve güçlü nükleer kuvvetle etkileşime girmezler, bu nedenle atom çekirdeği tarafından “hissedilemezler”. Bu iki kuvvet aracılığıyla WIMP'leri tespit edemezsek, onları nasıl tespit etmeyi umabiliriz? Sonuçta, WIMP'ler hiçbir şeye çarpmadan Dünya'da uçmak için teorileşiyorlar, o zayıf etkileşim. Ancak bazen, atom çekirdeği ile çarpışabilirler, ancak sadece kafa kafaya çarpışırlarsa. Bu çok nadir bir durumdur, ancak Büyük Yeraltı Xenon (LUX) dedektörü, eski bir Güney Dakota altın madeninde yer altı 4800 metre (1,463 metre veya yaklaşık bir mil) gömülecektir ve bilim adamları, şanssız bir WIMP bir ksenona çarptığında umutludur. atom, bir ışık parlaması yakalanacak, karanlık maddenin ilk deneysel kanıtı…
Dünya'dan gözlemlenen gökadaların bazı garip özellikleri vardır. Kozmologlar için en büyük sorun, gökadaların (Samanyolu dahil) neden yıldızları sayarak ve sadece yıldızlararası tozu hesaplayarak gözlemlenenden daha fazla kütleye sahip olduklarını açıklamak oldu. Aslında, Evren'in kütlesinin% 96'sı gözlemlenemez. Bu eksik kütlenin% 22'sinin “karanlık madde” içerisinde olduğu düşünülmektedir (% 74'ü “karanlık enerji” olarak tutulmaktadır). Karanlık madde birçok formda üstlenecek şekilde teorize edilmiştir. Masif Astronomik Kompakt Halo Nesneleri (nötron yıldızları veya yetim gezegenler gibi gözlenemeyen sıradan baryonik materyal içeren astronomik cisimler), nötrinoların ve WIMPS'in bu eksik kütleye katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Her katılımcıyı tespit etmek için birçok deney devam etmektedir. Karadelikler gökadaların ortasındaki etkileşimleri (veya yerçekimi mercek efektlerini) gözlemleyerek dolaylı olarak tespit edilebilir, nötrinolar yeraltında derinlere gömülmüş büyük sıvı tanklarında tespit edilebilir, ancak WIMP'ler nasıl tespit edilebilir? Bir WIMP dedektörünün nötrino dedektörünün kitaplarından bir yaprak alması gerekiyor - kazmaya başlaması gerekiyor.
Kozmik ışınlar gibi radyasyondan kaynaklanan paraziti önlemek için nötrino “teleskoplar” gibi düşük enerjili dedektörler Dünya yüzeyinin çok altına gömülür. Eski maden milleri, aletlerin kurulması için delik zaten orada olduğu için ideal adaylar yapıyor. Nötrino dedektörleri, dışına yerleştirilmiş yüksek hassasiyete sahip dedektörlere sahip büyük su kaplarıdır (veya başka bir ajan). Böyle bir örnek, 50.000 ton ağırlığında çok miktarda ultra arıtılmış su içeren Japonya'daki Süper Kamiokande nötrino dedektörüdür (soldaki resim). Zayıf etkileşen bir nötrino, tanktaki bir su molekülüne çarptığında, Cherenkov radyasyonunun bir parlaması yayılır ve bir nötrino tespit edilir. Bu, 25 feet yüksekliğindeki saf su deposunda asılı duran 600 pound (272 kg) sıvı ksenon kullanacak olan yeni Büyük Yeraltı Xenon (LUX) dedektörünün temel prensibidir. WIMP'ler teori alanlarının ötesinde mevcutsa, zayıf etkileşime giren bu büyük parçacıkların bir ksenon atomuyla başa çarpması ve hafif kuzenleri gibi bir ışık parlaması umması umulur.
UC Davis profesörleri Robert Svoboda ve Mani Tripathi, Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve ABD Enerji Bakanlığı projesine 1,2 milyon dolar temin etti (bu, toplamın% 50'sidir). Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ile milyarlarca Avro'luk maliyetle karşılaştırıldığında, LUX keşfedebileceklerinin kapsamını göz önünde bulundurarak oldukça ekonomik bir projedir. Bir WIMP etkileşimi hakkında deneysel kanıt varsa, sonuçlar muazzam olacaktır. WIMP'lerin kökenlerini ve Dünya'nın Samanyolu'nda dolaylı olarak var olduğu gözlemlenen olası karanlık madde haloyu süpürürken dağılımlarını anlamaya başlayabileceğiz.
Karanlık maddeleri algılama “1930'larda karşımadde bulduktan sonra en büyük anlaşma olacaktı.”- Profesör Mani Tripathi, LUX ortak araştırmacısı, UC Davis.
Güney Dakota'daki altın madeni 2000 yılında kapatıldı ve 2004'te sahayı bir yeraltı laboratuvarına dönüştürmeye başladı. LUX orada barındırılan ilk büyük deney olacak. Tesisin, su madenden dışarı pompalandıktan sonra yaz sonunda başlaması bekleniyor.
Orijinal kaynak: UC Davis News
