Connect with us

Pozdrav, koji sadržaj vas zanima?

Astrofizika

Tiha potraga za tamnom materijom

Rezultati prvog testiranja XENON1T uređaja pokazuju da se radi o najosjetljivijim detektorom tamne tvari na Zemlji. Osjetljivost detektora – podzemnog promatrača koji čeka koliziju koja bi potvrdila hipotezu – proizlazi iz njegove veličine i iz njegove “tišine”. Zaštićen stijenama i vodom te pročišćen sofisticiranim sustavom, detektor je demonstrirao rekordno nisku razinu radioaktivnosti, mnogo redova veličine ispod okolnog materijala na Zemlji.

“Vidimo vrlo kvalitetne podatke s ovog detektora, što nam govori da radi savršeno”, rekao je Ethan Brown, član XENON1T kolaboracije, i izvanredni profesor fizike, primijenjene fizike i astronomije na Politehničkom insitutu Rensselaer.

O tamnoj tvari teoretizira se kao o jednom od osnovnih sastojaka svemira, pet puta obilnijem od obične tvari. No, budući da se ne može vidjeti i rijetko je u interakciji s običnom tvari, njeno postojanje nikad nije potvrđeno. Nekoliko astronomskih mjerenja potkrijepilo je postojanje tamne tvari, što je dovelo do svjetskog nastojanja da se izravno promotre interakcije čestica tamne tvari s običnom tvari. Do danas, interakcije su se pokazale tako slabima da su izbjegle izravnu detekciju, što je tjeralo znanstvenike da grade sve osjetljivije detektore.

Od 2006. godine, XENON kolaboracija napravila je tri uzastopno sve osjetljivija detektora u Podzemnom laboratoriju Gran Sasso (LNGS) u Italiji, a XENON1T najuspješniji je dosadašnji poduhvat, i najveći detektor tog tipa ikada sagrađen. Interakcije čestica u tekućem ksenonu uzrokuju sitne bljeskove svjetlosti, a detektor treba uhvatiti te bljeskove u rijetkim prilikama kada se čestice tamne tvari sudare s ksenonskom jezgrom.

No, druge interakcije su daleko češće. Da bi se detektor u što većoj mjeri zaštitio od prirodne radioaktivnosti u pećini, nalazi se unutar kriostata koji je uronjen u spremnik vode. Planina iznad podzemnog laboratorija pruža dodatnu zaštitu detektora od kozmičkih zraka. No, čak i sa zaštitom od vanjskog svijeta, zagađivači pronađu put do ksenona iz materijala od kojih je detektor izrađen. Brown je osmislio sustav pročišćavanja koji neprekidno čisti ksenon u detektoru.

“Ako je ksenon prljav, nećemo vidjeti signal sudara s tamnom tvari”, rekao je Brown. “Održavanje ksenona čistim jedan je od glavnih izazova ovog eksperimenta, i moj rad uključuje razvoj novih tehnika i tehnologija kako bi se zadržao korak u sukobljavanju s tim izazovom.”

Brown također pomaže u kalibriranju detektora kako bi se osiguralo da su snimljene interakcije pravilo identificirane. U rijetkim slučajevima, primjerice, signal sa gama zrake može pristupiti očekivanom signalu čestice tamne tvari, a pravilna kalibracija pomaže u isključivanju sličnih lažnih pozitivnih signala.

U radu “Rezultati prvog pretraživanja tamne tvari iz XENON1T eksperimenta” objavljenom na arXiv.org i predanom za objavljivanje, kolaboracija je predstavila rezultate 34-dnevnog rada XENON1T od studenog 2016. do siječnja 2017. godine. Dok rezultati ne uključuju otkrivanje čestica tamne tvari – poznate kao “slabo interaktivne masivne čestice” – kombinacija rekordno niskih razina radioaktivnosti i veličine detektora ukazuje na izvanredni potencijal otkrića u godinama koje dolaze.

“Nova faza u utrci za otkrivanje tamne tvari upravo je počela, zahvaljujući detektoru XENON1T”, rekla je Elena Aprile, profesorica na Sveučilištu Kolumbija i glasnogovornica projekta. “Ponosni smo što smo na samom čelu utrke s ovim zadivljujućim detektorom, prvim takve vrste.”

Ostavi komentar

Leave a Reply

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Popularno

Znanost za početnike

Iako se s nama ne bi složila ekipa iz Flat Earth Societyja, Zemlja je okrugla. U redu, ne baš u pravom smislu riječi, ali...

Kemija

One nastaju u oblacima i to na temperaturama nižim od 0°C izravno iz vodene pare u zraku, a ne smrzavanjem vode kako se obično...

Znanost za početnike

Znanstvenici vjeruju da je u najvećem broju slučajeva uzročnik potresa mehanizam tektonike ploča, tj. kretanje litosferskih ploča i njihova međusobna interakcija.

Fizika

Jeste li oduvijek imali goruću želju putovati kroz vrijeme? Dobre vijesti! Putovanje kroz vrijeme je moguće. Zapravo, već to radite. Krećete se kroz vrijeme...

Fizika

Svima nam je dobro poznato da je Albert Einstein, jedan od najznačajnijih fizičara 20. stoljeća, bio uistinu zanimljiva i osebujna ličnost. No, jeste li...

Oglašavanje

Možda će vas zanimati

Svemir

Osamnaestogodišnji student fizike čiji se otac nalazi na čelu tvrtke Somerset Capital Partners, pridružit će se Jeff Bezosu na turističkom putovanju u svemir, koje...

Svemir

Dva kineska astronauta obavili su svemirsku šetnju iz nove orbitalne kapsule Shenzhou kako bi postavili kamere i osposobili 15-metarski robotizirani instrument s funkcijom umjetne...

Svemir

Deseci mladih havajskih liganja odletjelo je u svemir početkom ovog mjeseca u misiji tvrtke SpaceX koja za cilj ima opskrbu Međunarodne svemirske stanice. Havajske...

Planete i mjeseci

Kina je objavila seriju novih fotografija s Marsa koje je rover Zhurong Mars poslao prije par dana. Fotografije zaista oduzimaju dah, a predstavljaju veliki...

Oglašavanje