LUX-ZEPLIN (LZ) deney ekibi bugün ilk bilimsel çalışmasının sonuçlarını açıkladı; deney, dünyanın en hassas karanlık madde dedektörüdür ve bu ilk turda herhangi bir karanlık madde bulamamasına rağmen, ekip deneyin beklendiği gibi çalıştığını doğruladı.
LZ deney dedektörü, Güney’in altında gömülü, her biri 1,5 metre yüksekliğinde ve 1,5 metre genişliğinde iç içe sıvı ksenon tanklarından oluşur. Dakota. Buradaki fikir, uzayda vızıldayan bir karanlık madde parçacığının sonunda ksenon atomlarından birinden sekerek, deney tarafından kaydedilen bir flaşta gevşek elektronları vuracağıdır. Tank, arka plandaki gürültü miktarını en aza indirmek için Dünya yüzeyinin yaklaşık bir mil altına gömülüdür. Bugünkü duyuru, 25 Aralık’tan 12 Mayıs’a kadar süren 60 canlı veri toplama gününden sonra geliyor.
“Parçacık fiziği standartlarına göre çok, çok düşük enerjili geri tepmeler arıyoruz. UC Santa Barbara’da fizikçi ve LZ ekibinin bir üyesi olan Hugh Lippincott, bugün bir basın toplantısında, bu çok, çok nadir bir süreç, “dedi. “10 milyon ışıkyılı kurşun boyunca bir karanlık madde parçacığını çekebilir ve bu ışıkyılının sonunda yalnızca bir etkileşim bekleyebilirsiniz.”
Karanlık madde, evrenin yaklaşık %27’sini oluşturuyor gibi görünen bilinmeyen şeyler için her şeyi kapsayan bir terimdir. Sıradan madde ile neredeyse hiç etkileşime girmez, bu nedenle bizim için “karanlığı”dır. Ama orada olduğunu biliyoruz çünkü hiçbir zaman doğrudan tespit edilmese de kozmik ölçeklerde görülebilen yerçekimi etkileri var. (NASA kavramı oldukça iyi yıkıyor burada.)
Karanlık madde için birçok aday var. Biri WIMP veya Zayıf Etkileşimli Büyük Kütleli Parçacıktır. diğerlerinden farklı olarak aksiyonlar veya karanlık fotonlar gibi karanlık madde hipotezleriDaha çok dalga gibi davranabilecek kadar küçük ve dağınık olan WIMP’ler kütleye sahip olur, ancak sıradan madde ile neredeyse hiç etkileşime girmez. Bu yüzden onları tespit etmek için, devam eden diğer tüm fiziği hemen hemen susturan bir cihaza ihtiyacınız var.
LZ süper hassastır, bu da onu bu tür kısa süreli ve seyrek etkileşimleri tespit etmek için iyi hale getirir. Sanford Yeraltı Araştırma Tesisine göre deney, selefi Büyük Yeraltı Xenon deneyinden 30 kat daha büyük ve 100 kat daha hassas. serbest bırakmak. Lippincott, deneyin her katmanının potansiyel bir WIMP etkileşimini engelleyebilecek gürültüye karşı yalıtkan olmasıyla birlikte LZ’nin “etkili bir soğan” olduğunu söyledi.
Berkeley Laboratuvarı’nda fizikçi ve bir Berkeley Laboratuvarı’nda LZ ekibinin bir üyesi olan Aaron Manalaysay, “İşbirliği, dedektör tepkisini kalibre etmek ve anlamak için birlikte iyi çalıştı” dedi. basın bülteni. “Birkaç ay önce açtığımızı ve COVID kısıtlamaları sırasında zaten bu kadar önemli sonuçlara sahip olmamız etkileyici.”
60 günlük çalışmasında LZ deneyinin yaptığı birçok tespitten 335’i umut verici görünüyordu, ancak hiçbirinin WIMP olmadığı ortaya çıktı. Bu, WIMP’lerin dışarıda olmadığı anlamına gelmez, ancak büyük bir çekişmeyi ortadan kaldırır. (Bu, karanlık madde detektörlerinin yaptığı işin püf noktasıdır: yavaş yavaş, parçacıkların hangi kütleyi oluşturduğunu ekarte ederler. yapamamak olmak.) Birden fazla fizikçi yakın zamanda Gizmodo’ya şunları söyledi: parçacık fiziğindeki bir sonraki büyük keşfin LZ gibi bir karanlık madde dedektöründen geleceğini düşünüyorlar.
Bu bilimsel çalışma, 1000 günlük bir program olması beklenen şeyi başlattı. Son tur da kör değildi, böylece LZ ekibi teknolojinin nasıl davrandığını izleyebildi. Beklendiği gibi performans gösterdiğinden, bir sonraki bilimsel çalışma, sonuçlarını “tuzlandıracak” veya sahte sinyallerle süsleyecektir. önyargıyı azaltmak.
Önümüzdeki yıllarda yirmi kat daha fazla veri toplanacak, bu yüzden belki de zavallı WIMP’ler sonunda kendi varoluşlarının müziğiyle yüzleşmek zorunda kalacaklar. Sonra tekrar, belki de hiç yoklar. Bakmadan bilemeyiz.
Devamı: Higgs Bozonu’ndan 10 Yıl Sonra Fizik için Sıradaki Büyük Şey Ne?