Nem bocsát ki elektromágneses sugárzást, és senki sem tudja igazán, mi az, de ez nem akadályozta meg az európai kutatók egy csoportját abban, hogy kifejlesszen egy eszközt, amelyet a tudósok használnak a sötét anyag természetének felismerésére és meghatározására, amely 1 / Világegyetem tömegének 4-je.
A Zaragozai Egyetem (UNIZAR) és az Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Franciaország) kutatói elméleti tanulmányok alapján feltételezéseket tettek a sötét anyag természetéről, és kifejlesztettek egy „szcintilláló bolométernek” nevezett eszközt az eredmény kimutatására. a sötét anyag kölcsönhatása az érzékelőn belüli anyaggal.
„A fizika egyik legnagyobb kihívása manapság a sötét anyag valódi természetének felfedezése, amelyet közvetlenül nem lehet megfigyelni - bár úgy tűnik, hogy ez az univerzum anyagának egynegyedét teszi ki. Tehát meg kell próbálnunk azt felismerni olyan prototípusok segítségével, mint amelyeket kifejlesztettünk ”- mondja Eduardo García Abancéns, az UNIZAR nukleáris fizikai és asztrológrészecskék laboratóriumának kutatója a SINC-nek.
García Abancéns az egyik olyan tudós, aki a ROSEBUD projekten dolgozik (rövidítés a Ritka Tárgyak Kereséséről a Bolometers UndergrounD-vel). , amely a sötét anyag vadászatára összpontosít a Tejútban.
A tudósok az elmúlt évtizedben ezen a misszión dolgoztak a huescai Canfranc Underground Laboratory-ban, ahol különféle kriogéndetektorokat fejlesztettek ki (amelyek abszolút nulla hőmérsékleten működnek:? 273,15 ° C). A legutóbbi egy “szcintilláló bolométer”, egy 46 grammos készülék, amely ebben az esetben tartalmaz egy kristály “szcintillátort”, amely bizmutból, csírázóból és oxigénből áll (BGO: Bi4Ge3O12), és amely sötét anyag detektorként működik.
Természetesen bármilyen típusú sötét anyag detektor felépítéséhez a kutatóknak fel kellett állítaniuk néhány feltételezést maga a sötét anyag természetéről. A kutatók által kifejlesztett detektálási technika számos elméleti tanulmányon alapszik, amelyek a sötét anyag fő alkotórészeként WIMP-knek (gyengén interakciós masszív részecskék) nevezett részecskékre mutatnak.
"Ez a detektálási technika azon alapul, hogy a detektor és a hipotetikus WIMP-k kölcsönhatásából származó fényt és hőt egyidejűleg mérik, amelyek különféle elméleti modellek szerint magyarázzák a sötét anyag létezését" - magyarázza García Abancéns.
A kutató elmagyarázza, hogy a különféle részecskék szcintillációjának különbsége lehetővé teszi, hogy ez a módszer megkülönböztesse azokat a jeleket, amelyeket a WIMP-k termelnek, és azokat, amelyeket a háttér-sugárzás különféle elemei (például alfa-, béta- vagy gamma-részecskék) állítanak elő.
A minimális hőmennyiség mérése érdekében az érzékelőt az abszolút nullához közeli hőmérsékletre kell lehűteni, és be kell építeni egy kriogén létesítményt, amelyet ólom- és polietilén téglákkal erősítenek meg, és védeni kell a kozmikus sugárzástól, ahogyan a Tobazo-hegy alatt helyezkedik el. a Canfranc földalatti laboratóriumban.
"Az új szcintilláló bolométer kiválóan teljesített, bizonyítva életképességét detektorként a sötét anyag keresésére tett kísérletekben, valamint gamma-spektrométerként (egy eszköz, amely ezt a fajta sugárzást méri) a háttér-sugárzás figyelésére ezekben a kísérletekben" - mondja García Abancéns.
A szcintilláló bolométer jelenleg a franciaországi Orsay Egyetemi Központban található, ahol a csapat azon dolgozik, hogy optimalizálja az eszköz fénygyűjtését, és kísérleteket végezzen más BGO kristályokkal.
Ez a tanulmány, amelyet nemrégiben az Optical Materials folyóiratban publikáltak, része az EURECA európai projektnek (European Underground Ritka Event Calorimeter Array). Ez a kezdeményezés, amelyben 16 európai intézmény vesz részt (köztük a Zaragozai Egyetemet és az IAS-t), egy tonnás kriogéndetektor felépítését célozza, és azt a következő évtizedben felhasználja az Univerzum sötét anyagának vadászatára.
Forrás: FECYT (Spanyolország)
