|
Начинаются масштабные поиски таинственной темной материи
|
|
|
|
В бывшем золотом руднике на глубине мили под землей, внутри титанового резервуара, наполненного редким сжиженным газом, ученые начали поиски того, что до сих пор было невозможно найти: темной материи. Ученые почти уверены, что невидимое вещество составляет большую часть массы Вселенной, и говорят, что без него нас бы здесь не было, но они не знают, что это такое. Гонка за разгадкой этой огромной тайны завела одну команду в Лида, Южная Дакота. Вопрос к ученым является основным, говорит Кевин Леско, физик из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. «Что это за прекрасное место, в котором я живу? Прямо сейчас 95% этого остается загадкой». Идея состоит в том, что миля грязи и камня, гигантский резервуар, второй резервуар и чистейший в мире титан заблокируют почти все космические лучи и частицы, которые каждый день пролетают вокруг и сквозь всех нас. Но частицы темной материи, считают ученые, могут избежать всех этих препятствий. Они надеются, что один из них влетит в чан с жидким ксеноном во внутреннем резервуаре и врежется в ядро ксенона, как два мяча в игре в бильярд, обнаружив его существование во вспышке света, видимой устройством, называемым «камерой проекции времени».
|
|
|
|
Ученые объявили в четверг, что пятилетние поиски стоимостью 60 миллионов долларов, наконец, начались два месяца назад после задержки, вызванной пандемией COVID-19. Пока аппарат не нашел... ничего. По крайней мере, никакой темной материи. Это нормально, говорят они. Похоже, что оборудование работает, чтобы отфильтровать большую часть фонового излучения, которое они надеялись заблокировать. «Чтобы найти этот очень редкий тип взаимодействия, задача номер один — сначала избавиться от всех обычных источников радиации, которые могут помешать эксперименту», — сказал физик из Университета Мэриленда Картер Холл. И если все их расчеты и теории верны, они рассчитывают увидеть лишь пару мимолетных признаков темной материи в год. По оценкам команды из 250 ученых, они получат в 20 раз больше данных в течение следующих нескольких лет.
|
|
|
К моменту завершения эксперимента вероятность обнаружения темной материи с помощью этого устройства «вероятно, составляет менее 50%, но более 10%», — сказал Хью Липпинкотт, физик и представитель эксперимента, на пресс-конференции в четверг. Хотя это далеко не так, «вам нужно немного энтузиазма», — сказал Леско из Лоуренса Беркли. «Нельзя заниматься физикой редкого поиска без надежды что-то найти». Два громадных подъемника эпохи Великой депрессии управляют лифтом, который доставляет ученых к так называемому эксперименту LUX-ZEPLIN в подземном исследовательском центре Сэнфорда. 10-минутный спуск заканчивается туннелем с прохладными на ощупь стенами, обшитыми сеткой. Но старая затхлая шахта вскоре ведет в высокотехнологичную лабораторию, где грязь и заражение — враги. Шлемы меняются на новые, более чистые, а поверх защитных ботинок со стальным носком надеваются двойные голубые пинетки.
|
|
|
|
Сердцем эксперимента является гигантский резервуар под названием криостат, сказал ведущий инженер Джефф Червинка во время тура в декабре 2019 года, прежде чем устройство было закрыто и заполнено. Он описал его как «похожий на термос», сделанный из «возможно, самого чистого титана в мире», предназначенный для охлаждения жидкого ксенона и минимального фонового излучения. Ксенон особенный, объяснил координатор эксперимента по физике Аарон Маналейсей, потому что он позволяет исследователям увидеть, происходит ли столкновение с одним из его электронов или с его ядром. По его словам, если что-то сталкивается с ядром, скорее всего, это темная материя, которую все ищут. Эти ученые провели аналогичный, меньший эксперимент здесь много лет назад. После того, как они оказались пустыми, они решили, что им нужно пойти намного дальше. В Италии проводится еще один масштабный эксперимент, проводимый конкурирующей командой, но пока никаких результатов не объявлено.
|
|
|
|
Ученые пытаются понять, почему Вселенная не такая, какой кажется. Одна часть загадки — это темная материя, которая имеет большую часть массы в космосе. Астрономы знают, что она есть, потому что, когда они измеряют звезды и другую обычную материю в галактиках, они обнаруживают, что гравитации недостаточно, чтобы удерживать эти скопления вместе. Если бы ничего другого не было, галактики бы «быстро разлетелись», сказал Маналайсей. «По существу невозможно понять наше наблюдение за историей, за эволюционным космосом без темной материи», — сказал Маналайсей. Липпинкотт, физик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, сказал, что «без темной материи нас бы здесь не было». Так что, хотя мало кто сомневается в том, что темная материя существует, есть много сомнений в том, что это такое. Ведущая теория состоит в том, что в ней участвуют так называемые вимпы — массивные частицы со слабым взаимодействием. Если это так, LUX-ZEPLIN сможет их обнаружить. Мы хотим найти, «где могут прятаться слабаки», — сказал Липпинкотт.
|
|
|
|
Источник
|
