Wir sagen immer wieder, dass dunkle Materie so schwer zu finden ist. Astronomen sagen, dass sie ihre Auswirkungen sehen können - wie Gravitationslinsen oder eine erstaunliche biegsame Lichtleistung, die stattfindet, wenn eine massive Galaxie Licht von anderen dahinter liegenden Galaxien nach vorne bringt. Aber zu definieren, was zum Teufel das ist, erweist sich als schwer fassbar. Und wenn man bedenkt, dass es den größten Teil der Materie des Universums ausmacht, wäre es großartig zu wissen, wie dunkle Materie aussieht.
In einem neuen Experiment, das als der empfindlichste Detektor für dunkle Materie der Welt gilt, wurde drei Monate lang nach Hinweisen auf schwach wechselwirkende massive Partikel (WIMPs) gesucht, die möglicherweise die Grundlage für dunkle Materie bilden. Bisher nichts, aber die Forscher betonten, dass sie gerade erst mit der Arbeit begonnen haben.
"Nachdem wir das Instrument und seine Hintergründe verstanden haben, werden wir weiterhin Daten erfassen und nach immer schwer fassbaren Kandidaten für dunkle Materie suchen", erklärte der Physiker Dan McKinsey von der Yale University, einer der Mitarbeiter des Large Underground Xenon ( LUX) Detektor.
LUX betreibt eine Meile (1,6 Kilometer) unter der Erde in der staatlichen Sanford Underground Research Facility in South Dakota. Der unterirdische Standort ist perfekt für diese Art von Arbeit, da die Partikel der kosmischen Strahlung nur wenig stören.
„Das Herzstück des Experiments ist ein sechs Fuß hoher Titantank, der mit fast einer Drittel Tonne flüssigem Xenon gefüllt und auf minus 150 Grad Fahrenheit abgekühlt ist. Wenn ein WIMP auf ein Xenonatom trifft, zieht es sich von anderen Xenonatomen zurück und emittiert Photonen (Licht) und Elektronen. Die Elektronen werden von einem elektrischen Feld nach oben gezogen und interagieren mit einer dünnen Schicht Xenongas am oberen Ende des Tanks, wodurch mehr Photonen freigesetzt werden “, erklärte das Lawrence Berkeley National Laboratory, das die Operationen in Sanford leitet.
„Lichtdetektoren oben und unten im Tank können jeweils ein einzelnes Photon erfassen, sodass die Positionen der beiden Photonensignale - eines am Kollisionspunkt und das andere oben im Tank - innerhalb von a lokalisiert werden können wenige Millimeter. Die Energie der Wechselwirkung kann anhand der Helligkeit der Signale genau gemessen werden. “
Die Empfindlichkeit von LUX für WIMPs mit geringer Masse ist mehr als 20-mal besser als bei anderen Detektoren. Der Detektor war jedoch nicht in der Lage, mögliche Hinweise auf WIMPs zu bestätigen, die in anderen Experimenten gefunden wurden.
"Drei WIMP-Ereignisse mit geringer Masse, die kürzlich in ultrakalten Siliziumdetektoren gemeldet wurden, hätten mehr als 1.600 Ereignisse im viel größeren Detektor von LUX hervorgerufen, oder eines in der letzten Zeit alle 80 Minuten", fügte das Labor hinzu.
Berühren Sie das Zifferblatt jedoch noch nicht. LUX plant, in den nächsten zwei Jahren mehr zu suchen. Außerdem schlägt das Sanford Lab ein noch empfindlicheres LUX-ZEPLIN-Experiment vor, das 1000-mal empfindlicher als LUX wäre. Noch kein Wort darüber, wann LUX-ZEPLIN auf den Markt kommen wird.
Quelle: Lawrence Berkeley National Laboratory
