Hvordan fanger du en WIMP? Nej, jeg taler ikke om at mobbe det svageste barn i klassen, jeg taler om svage interaktive massive partikler (de der Wimps). Selvom de per definition er "massive", interagerer de ikke med den elektromagnetiske kraft (via fotoner), så de ikke kan "ses", og de interagerer ikke med den stærke atomkraft, så de kan ikke "mærkes" af atomkerner. Hvis vi ikke kan opdage WIMP'er via disse to kræfter, hvordan kan vi muligvis nogensinde håbe på at opdage dem? Når alt kommer til alt, er WIMP'er teoretiseret for at flyve gennem Jorden uden at ramme noget, de er at svagt interagerer. Men nogle gange kolliderer de måske med atomkerner, men kun hvis de kolliderer med hinanden. Dette er en meget sjælden forekomst, men den store underjordiske Xenon (LUX) detektor vil blive begravet 4.800 fod (1.463 meter, eller næsten en kilometer) under jorden i en gammel South Dakota guldminer, og forskere er håbefulde, at når en uheldig WIMP støder ind i en xenon atom, en flash af lys vil blive fanget, hvilket betyder første eksperimentelle bevis for mørk stof…
Galakser observeret fra Jorden har nogle mærkelige kvaliteter. Det største problem for kosmologer har været at forklare, hvorfor galakser (inklusive Mælkevejen) ser ud til at have mere masse, end man kan se ved at tælle stjerner og tegne sig for interstellært støv alene. Faktisk kan 96% af universets masse ikke observeres. 22% af denne manglende masse menes at blive holdt i ”mørkt stof” (74% holdes som ”mørk energi”). Mørk stof er teoretiseret for at antage mange former. Massive astronomiske kompakte halobjekter (astronomiske organer, der indeholder almindeligt baryonisk materiale, som ikke kan observeres; som neutronstjerner eller forældreløse planeter), neutrinoer og WIMPS menes alle at bidrage til denne manglende masse. Der er mange eksperimenter i gang for at detektere hver bidragyder. Sorte huller kan indirekte detekteres ved at observere vekselvirkningerne i midten af galakser (eller gravitationslinsevirkninger). Neutrino kan opdages i store væsketanke nedgravet dybt under jorden, men hvordan kan WIMP'er opdages? Det ser ud til, at en WIMP-detektor skal tage et blad ud af neutrino-detektorens bøger - den skal begynde at grave.
For at undgå interferens fra stråling som kosmiske stråler, er detektorer med lavenergi som neutrino "teleskoper" begravet godt under jordoverfladen. Gamle mineaksler giver ideelle kandidater, da hullet allerede er der for instrumenteringen, der skal sættes op. Neutrino-detektorer er enorme containere med vand (eller et andet middel) med meget følsomme detektorer placeret omkring ydersiden. Et sådant eksempel er Super Kamiokande neutrino detektor i Japan, der indeholder en enorm mængde ultra-oprenset vand, der vejer ind til 50.000 ton (afbildet til venstre). Når en svagt interagerende neutrino rammer et vandmolekyle i tanken, udsendes en flash af Cherenkov-stråling, og en neutrino opdages. Dette er den grundlæggende hovedstol bag den nye Large Underground Xenon (LUX) detektor, der bruger 272 kg flydende xenon ophængt i en 25 fods høj tank med rent vand. Hvis der findes WIMP'er uden for teorierne, håbes det, at disse svagt interagerende massive partikler kolliderer med hinanden med et xenonatom, og ligesom deres lette fætre udsender en lysglimt.
Robert Svoboda og Mani Tripathi, UC Davis-professorer, har sikret $ 1,2 millioner i National Science Foundation (NSF) og U.S. Department of Energy-finansiering til projektet (dette er 50% af det samlede krævede). Sammenlignet med den store Hadron Collider (LHC), der koster milliarder af euro at bygge, er LUX et meget økonomisk projekt, der tager hensyn til omfanget af, hvad det måtte opdage. Hvis der er eksperimentelle bevis for en WIMP-interaktion, vil konsekvenserne være enorme. Vi vil være i stand til at begynde at forstå WIMP'ernes oprindelse og deres distribution, når Jorden fejer gennem den mulige mørke stof-glorie, der indirekte observeres at findes i Mælkevejen.
Opdage mørkt stof "ville være den største aftale siden fundet antimaterie i 1930'erne.”- Professor Mani Tripathi, LUX-efterforsker, UC Davis.
Guldgruven i South Dakota blev lukket i 2000, og i 2004 begyndte arbejdet med at udvikle stedet til et underjordisk laboratorium. LUX vil være det første store eksperiment, der huses der. Man håber, at installationen vil starte sensommeren, efter at der er pumpet vand ud af minen.
Originalkilde: UC Davis News
