Hogyan lehet elkapni a WIMP-t? Nem, nem az osztály leggyengébb gyerekének megfélemlítéséről, hanem a Gyengén Interaktív Masszív Részecskékről (azok Wimps). Noha definíciójuk szerint „hatalmas”, nem lépnek kölcsönhatásba az elektromágneses erővel (fotonokon keresztül), így nem láthatók és nem lépnek kölcsönhatásba az erős nukleáris erővel, tehát az atommagok nem „érezhetők”. Ha nem tudjuk észlelni a WIMP-ket ezen két erőn keresztül, akkor hogyan remélhetjük valaha is ezeket? Végül is a WIMP-k elmélete szerint a Földön repülnek anélkül, hogy bármi is megütne, ők hogy gyengén interakcióban. De néha ütközhetnek az atommagokkal, de csak akkor, ha fejbe ütköznek. Ez egy nagyon ritka eset, de a nagyméretű föld alatti Xenon (LUX) érzékelőt 4800 láb (1 463 méter vagy közel mérföldes) távolságban eltemették egy régi dél-dakói aranyaminában, és a tudósok reménykednek abban, hogy amikor egy szerencsétlen WIMP egy xenonba ütközik atom, a fény villanását elfogja, jelezve a a sötét anyag első kísérleti bizonyítéka…
A Földről megfigyelt galaxisok furcsa tulajdonságokkal rendelkeznek. A kozmológusok legnagyobb problémája az volt, hogy megmagyarázza, hogy a galaxisok (beleértve a Tejútot) úgy tűnik, hogy nagyobb tömeggel rendelkeznek, mint amennyit meg lehet figyelni a csillagok számlálásával és a csillagközi por elszámolásával. Valójában az Univerzum tömegének 96% -a nem figyelhető meg. A hiányzó tömeg 22% -át „sötét anyagban” tartják (74% -át „sötét energia” tartja). A sötét anyag elmélete sokféle formát ölt. Úgy gondolják, hogy a hatalmas csillagászati csillagászati objektumok (csillagászati testek rendes, nem megfigyelhető barionikus anyagot tartalmaznak; például neutroncsillagok vagy árva bolygók), a neutrinók és a WIMPS hozzájárulnak ehhez a hiányzó tömeghez. Számos kísérlet folyik az egyes közreműködők felismerésére. A fekete lyukak közvetetten kimutathatók a galaxisok közepén belüli interakciók (vagy gravitációs lencsés hatások) megfigyelésével, a neutrínók detektálhatók a mélyen a föld alá eltemetett hatalmas folyadéktartályokban, de hogyan lehet felismerni a WIMP-ket? Úgy tűnik, hogy a WIMP detektornak ki kell vennie egy levelet a neutrinodetektor könyveiből - ásni kell.
A sugárzás, például a kozmikus sugarak által okozott interferencia elkerülése érdekében az alacsony energiájú detektorok, például a neutrino „távcsövek” jóval a Föld felszínén vannak eltemetve. A régi aknatengelyek ideális jelöltekké válnak, mivel a lyuk már ott van a műszerek felállításához. A neutrinodetektorok hatalmas víztartályok (vagy valamilyen más szer), amelyek külsején rendkívül érzékeny detektorok vannak. Ilyen példa a japán Super Kamiokande neutrinodetektor, amely hatalmas mennyiségű ultratisztított vizet tartalmaz, amelynek súlya 50 000 tonna (a képen balra). Amint egy gyengén kölcsönhatásban lévő neutrinó eléri a tartályban lévő vízmolekulát, a Cherenkov-sugárzás villanása bocsát ki és egy neutrino kerül észlelésre. Ez az alapelv az új, nagyméretű földalatti Xenon (LUX) detektor mögött, amely 600 font (272 kg) folyékony xenont fog felhasználni egy 25 láb magas tiszta víztartályban. Ha a WIMP-k léteznek az elmélet határain túl, akkor remélhetőleg ezek a gyengén kölcsönhatásba lépő hatalmas részecskék fejbe ütköznek egy xenon atommal, és hasonlóan könnyű unokatestvéreikhöz, egy villanófényt bocsátanak ki.
Robert Svoboda és Mani Tripathi, az UC Davis professzorai 1,2 millió dollárt szereztek a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának a projekt finanszírozására (ez a teljes szükséges összeg 50% -a). Összehasonlítva a nagy hadron-ütközővel (LHC), amely több milliárd eurót igényel az építésre, az LUX egy rendkívül gazdaságos projekt, figyelembe véve annak lehetőségeit, amelyet felfedezhet. Ha vannak kísérleti bizonyítékok a WIMP-interakcióról, akkor a következmények óriási lehetnek. Meg fogjuk tudni kezdeni a WIMP-k eredetének és eloszlásának megértését, amikor a Föld áthalad a lehetséges sötét anyag halogon keresztül, amelyet közvetett módon megfigyelünk a Tejútban.
A sötét anyag észleléselenne a legnagyobb üzlet az 1930-as évek antiterápiájának megtalálása óta.”- Mani Tripathi professzor, az UC Davis LUX kutatója.
A dél-dakotai aranybányát 2000-ben bezárták, és 2004-ben megkezdték a helyszín egy földalatti laboratóriummá való fejlesztését. A LUX lesz az első nagy kísérlet, amelyet ott tartanak. Remélhetőleg a telepítés nyár végén kezdődik, miután a vizet kiszivárogtak a bányából.
Eredeti forrás: UC Davis News
