Vi siger hele tiden, at mørkt stof er så meget svært at finde. Astronomer siger, at de kan se dens virkninger - såsom gravitationslinsering eller en forbløffende bøjelig præstation af lys, der finder sted, når en massiv galakse bringer frem lys fra andre galakser bag sig. Men at definere, hvad det pokker, der betyder noget, viser sig undvikende. Og i betragtning af at det udgør det meste af universets stof, ville det være dejligt at vide, hvordan mørk stof ser ud.
Et nyt eksperiment - regnet som den mest følsomme detektor i mørke stoffer i verden - brugte tre måneder på at søge bevis for svagt interagerende massive partikler (WIMP'er), som kan være grundlaget for mørkt stof. Indtil videre intet, men forskere understregede, at de kun lige er begyndt at arbejde.
”Nu hvor vi forstår instrumentet og dets baggrunde, vil vi fortsætte med at tage data og teste for flere og mere undvigende kandidater til mørk materie,” sagde fysiker Dan McKinsey fra Yale University, som er en af samarbejdspartnerne på den store underjordiske Xenon ( LUX) detektor.
LUX opererer en kilometer (1,6 kilometer) under jorden i det statsejede Sanford Underground Research Facility, som ligger i South Dakota. Den underjordiske placering er perfekt til denne slags arbejde, fordi der er ringe interferens fra kosmiske strålepartikler.
”I hjertet af eksperimentet er en seks fod høj titanbeholder fyldt med næsten en tredjedel af et ton flydende xenon, afkølet til minus 150 grader Fahrenheit. Hvis en WIMP rammer et xenonatom, tilbagestilles det fra andre xenonatomer og udsender fotoner (lys) og elektroner. Elektronerne trækkes opad af et elektrisk felt og interagerer med et tyndt lag xenongas øverst på tanken, hvilket frigiver flere fotoner, ”sagde Lawrence Berkeley National Laboratory, der fører operationer i Sanford.
”Lysdetektorer i toppen og bunden af tanken er hver i stand til at detektere en enkelt foton, så placeringerne af de to fotonsignaler - den ene ved kollisionspunktet, den anden øverst på tanken - kan fastlægges inden i en få millimeter. Samspillets energi kan måles nøjagtigt ud fra signalernes lysstyrke. ”
LUX's følsomhed for WIMP'er med lav masse er mere end 20 gange bedre end andre detektorer. Når det er sagt, var detektoren ikke i stand til at bekræfte mulige antydninger til WIMP'er fundet i andre eksperimenter.
”Tre kandidater med lav masse WIMP-begivenheder, der for nylig blev rapporteret i ultrakolde siliciumdetektorer, ville have produceret mere end 1.600 begivenheder i LUXs meget større detektor, eller en hvert 80. minut i det seneste løb,” tilføjede laboratoriet.
Rør ikke ved det urskive endnu. LUX planlægger at søge mere i de næste to år. Sanford Lab foreslår også et endnu mere følsomt LUX-ZEPLIN-eksperiment, der ville være 1.000 gange mere følsomt end LUX. Der er dog ikke noget ord om, hvornår LUX-ZEPLIN kommer fra jorden.
Kilde: Lawrence Berkeley National Laboratory
