Nie dla neutronów Jedna z modyfikacji dokonanych w eksperymencie XENON umożliwia wykrywanie swobodnych neutronów, które dają sygnały podobne do tych, jakie daje ciemna materia. Neutrony, emitowane sporadycznie z wykonanych ze stali nierdzewnej ścianek zbiornika wodnego otaczającego detektor albo będące składnikiem promieniowania kosmicznego, mogą dawać fałszywe detekcje. Rzędy fotopowielaczy tworzące ośmiokątną klatkę zanurzoną w zbiorniku z wodą są częścią układu, który pozwoli wykryć każdy przypadek pojawienia się neutronu. Nie dla neutronów Jedna z modyfikacji dokonanych w eksperymencie XENON umożliwia wykrywanie swobodnych neutronów, które dają sygnały podobne do tych, jakie daje ciemna materia. Neutrony, emitowane sporadycznie z wykonanych ze stali nierdzewnej ścianek zbiornika wodnego otaczającego detektor albo będące składnikiem promieniowania kosmicznego, mogą dawać fałszywe detekcje. Rzędy fotopowielaczy tworzące ośmiokątną klatkę zanurzoną w zbiorniku z wodą są częścią układu, który pozwoli wykryć każdy przypadek pojawienia się neutronu. Zdjęcie Enrico Sacchetti
Technologia

Czy ciemna materia ujawni swoje tajemnice?

Na cebulkę Układ eksperymentalny XENONnT ma strukturę warstwową, służącą wyeliminowaniu sygnałów od cząstek, które nie są ciemną materią. Zewnętrzną warstwę stanowi górotwór, pod którym ukryte jest laboratorium Gran Sasso: zatrzymuje on większość cząstek składających się na promieniowanie kosmiczne, które zakłócają wyniki pomiarów. Następna warstwa to zbiornik z wodą o rozmiarach 10×10 m, w którym jest zanurzony właściwy układ; jego zadaniem jest pochłanianie cząstek emitowanych w rozpadach promieniotwórczych w ścianach laboratorium i w otaczających go skałach. Kolejna warstwa to system wykrywania neutronów; pokazana na zdjęciu od wewnątrz przestrzeń również zostanie wypełniona wodą. Wewnątrz znajduje się walcowy zewnętrzny kriostat, czyli pewnego rodzaju termos. Otacza on kriostat wewnętrzny, który z kolei mieści detektor wypełniony ciekłym ksenonem.Zdjęcie Enrico Sacchetti Na cebulkę Układ eksperymentalny XENONnT ma strukturę warstwową, służącą wyeliminowaniu sygnałów od cząstek, które nie są ciemną materią. Zewnętrzną warstwę stanowi górotwór, pod którym ukryte jest laboratorium Gran Sasso: zatrzymuje on większość cząstek składających się na promieniowanie kosmiczne, które zakłócają wyniki pomiarów. Następna warstwa to zbiornik z wodą o rozmiarach 10×10 m, w którym jest zanurzony właściwy układ; jego zadaniem jest pochłanianie cząstek emitowanych w rozpadach promieniotwórczych w ścianach laboratorium i w otaczających go skałach. Kolejna warstwa to system wykrywania neutronów; pokazana na zdjęciu od wewnątrz przestrzeń również zostanie wypełniona wodą. Wewnątrz znajduje się walcowy zewnętrzny kriostat, czyli pewnego rodzaju termos. Otacza on kriostat wewnętrzny, który z kolei mieści detektor wypełniony ciekłym ksenonem.
Być może w nowym eksperymencie zobaczymy cząstki, które wymykały się poprzednim detektorom
Clara Moskowitz
1 maja 2021

Naukowcy lubią powtarzać, że wyniki negatywne są równie ważne, jak pozytywne, ale nawet wśród nich po kilkudziesięciu latach próżnych poszukiwań narasta zniecierpliwienie. W latach 90. zainicjowano serię eksperymentów mających na celu wykrycie cząstek ciemnej materii, która najwyraźniej występuje powszechnie w kosmosie, ale nie jest dostępna naszym bezpośrednim obserwacjom. Od tego czasu fizycy znajdują coraz to nowe dowody potwierdzające, że ciemna materia naprawdę istnieje, ale nie mogą wpaść na trop, który pozwoliłby ją zidentyfikować.

Świat Nauki 5.2021 (300357) z dnia 01.05.2021; Fizyka cząstek; s. 54

Clara Moskowitz

Starsza redaktorka „Scientific American”; zajmuje się astronomią, kosmosem, fizyką i matematyką.
Reklama