Vedci vykopali 1,5-kilometra veľkú dieru, aby mohli na Zemi skúmať záhadnú temnú hmotu, ktorá tvorí približne 83% vesmíru
Detektor pochovaný hlboko pod zemou pátra po záhadných časticiach WIMP, ktoré by mohli tvoriť temnú hmotu.
Temná hmota tvorí približne 83% vesmíru, no výskumníci nemajú najmenšiu predstavu, čo to temná hmota presne je. Portál The Conversation informuje o novom projekte, ktorého cieľom je odhaliť túto záhadu.
Výskumníci postavili približne 1,4 km pod zemou obrovskú nádrž plnú xenónu. Veria, že pomocou nej dokážeme vysvetliť jednu z najväčších záhad vesmíru. Ako autori štúdie vysvetľujú, bežné vesmírne modely naznačujú, že temná hmota tvorí väčšinu gravitačnej príťažlivosti vo vesmíre a drží galaxie pokope.
Aj naša Mliečna dráha má okolo seba obrovské Halo, štruktúru tvorenú temnou hmotou. Temná hmota zároveň tvorí väčšinu hmoty v galaxií. Teoretickí fyzici sa domnievajú, že temnú hmotu môže tvoriť doteraz nepozorovaný typ častice. Ten nazývajú WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Tieto častice majú hmotnosť, preto majú aj gravitáciu, no s normálnou hmotou interagujú buď veľmi slabo alebo veľmi vzácne. Podľa teórie tieto častice prelietavajú Zemou neustále, no pretože interagujú veľmi slabo s normálnou hmotou, na nič nenarazia.
Výskumníci sa už 30 rokov pokúšajú navrhnúť experiment, ktorý by nám dovolil túto extrémne slabú a vzácnu interakciu častíc WIMP s normálnou hmotou pozorovať. Problémom je, že na Zemi sme obklopený konštantne drobnými úrovňami rádioaktivity, ktorá pochádza zo stopových prvkov, hlavne uránu a tória. K tomu sa pridávajú ešte kozmické lúče z vesmíru. Vo všetkých prípadoch ale ide o neškodlivú úroveň radiácie.
Ako dopadlo pátranie po temnej hmote?
Ak chceme zachytiť temnú hmotu, detektor sa musí nachádzať na mieste s čo najnižšou úrovňou radiácie, aby “šum” v pozadí neprekrýval signál temnej hmoty. Vedci preto vybudovali najväčší detektor temnej hmoty na svete, ktorý sa nachádza 1 478 metrov pod povrchom. Keďže všetky objekty vyžarujú nejakú úroveň radiácie, vedci museli vybudovať detektor z najčistejších materiálov, aké dokázali nájsť.
Neprehliadnite
Použili napríklad najčistejší titán na svete na vybudovanie centrálneho cylindra, kde sa nachádza tekutý xenón. Titán poskytol vedcom ideálne podmienky na zachytenie mimoriadne jemného signálu temnej hmoty. Výskumníci už publikovali aj prvé výsledky. V rámci experimentu pozorovali interakcie po dobu 60 dní a zachytili približne päť udalostí za deň. Pre lepšiu predstavu, ide o trilión menej interakcií, než by typický detektor zaznamenal na povrchu
Výskumníci analyzovali každú zaznamenanú interakciu. Vo výsledkoch práce uvádzajú, že ani jedna interakcia nebola vyvolaná temnou hmotou. Výsledky síce nelámu fyziku, no vedci získali lepšiu predstavu o tom, ako slabo musí temná hmota interagovať. Zároveň získavajú lepšiu predstavu o tom, čo temná hmota nie je. Vylúčenie nesediacich možností nám pomáha zúžiť našu sféru pátrania a tým nás približuje k odhaleniu temnej hmoty.
Vedci pokračujú v pátraní a predpokladajú, že nasledujúcich pár rokov získajú o 15-násobok viac dát. Interakcie častíc WIMP sa môžu nachádzať v dátach, no možno ich treba len nájsť.
Komentáre