Cum prinzi un WIMP? Nu, nu vorbesc despre intimidarea celui mai slab copil din clasă, vorbesc despre particule masive care interacționează slab (acestea Muierilor). Deși sunt „masive” prin definiție, ele nu interacționează cu forța electromagnetică (prin fotoni), deci nu pot fi „văzute” și nu interacționează cu forța nucleară puternică, deci nu pot fi „resimțite” de nucleele atomice. Dacă nu putem detecta WIMP-urile prin aceste două forțe, cum putem spera vreodată să le detectăm? La urma urmei, WIMP-urile sunt teoretizate să zboare pe Pământ fără să lovească nimic, așa sunt acea interacționând slab. Dar, uneori, s-ar putea să se ciocnească cu nuclee atomice, dar numai dacă se ciocnesc cap de cap. Aceasta este o întâmplare foarte rară, dar detectorul Xenon subteran (LUX) va fi înmormântat la 1.8003 de metri sau aproape o milă subteran într-o veche mină de aur din Dakota de Sud, iar oamenii de știință speră că atunci când un WIMP nefericit se va arunca într-un xenon atomul, un flash de lumină va fi capturat, semnificând în primul rând dovezi experimentale ale materiei întunecate…
Galaxiile observate de pe Pământ au unele calități ciudate. Cea mai mare problemă pentru cosmologi a fost să explice de ce galaxiile (inclusiv Calea Lactee) par să aibă mai multă masă decât se poate observa prin numărarea stelelor și contabilizarea numai a prafului interstelar. De fapt, 96% din masa Universului nu poate fi observată. 22% din această masă lipsă este considerată a fi „materie întunecată” (74% este considerată „energie întunecată”). Materia întunecată este teoretizată pentru a lua mai multe forme. Obiecte Halo Compact Astronomice Masive (corpuri astronomice care conțin material baryonic obișnuit care nu poate fi observat; precum stelele neutronice sau planetele orfane), neutrinii și WIMPS contribuie la această masă lipsă. Sunt în curs de desfășurare numeroase experimente pentru a detecta fiecare contribuabil. Găurile negre pot fi detectate indirect observând interacțiunile din centrul galaxiilor (sau efectele de lentila gravitațională), neutrinii pot fi detectați în rezervoare imense de lichid îngropate adânc în subteran, dar cum pot fi detectate WIMP-urile? Se pare că un detector WIMP trebuie să scoată o foaie din cărțile detectorului de neutrini - trebuie să înceapă să sape.
Pentru a evita interferențele provocate de radiații, cum ar fi razele cosmice, detectoarele de energie scăzută, cum ar fi „telescoapele” neutrinoase sunt îngropate cu mult sub suprafața Pământului. Arborele vechi de mină fac candidați ideali, deoarece gaura este deja acolo pentru ca instrumentația să fie configurată. Detectoarele Neutrino sunt recipiente uriașe de apă (sau un alt agent) cu detectoare extrem de sensibile poziționate în jurul exteriorului. Un astfel de exemplu este detectorul de neutrini Super Kamiokande din Japonia care conține o cantitate mare de apă ultra-purificată, care cântărește 50.000 de tone (în imaginea din stânga). Deoarece un neutrino care interacționează slab lovește o moleculă de apă în rezervor, este emis un fulger de radiații Cherenkov și este detectat un neutrino. Acesta este principalul element de bază al noului detector de mari dimensiuni subterane Xenon (LUX) care va utiliza xenon lichid 600 kg (272 kg) suspendat într-un rezervor înalt de 25 de metri de apă pură. Dacă WIMP-urile există dincolo de tărâmurile teoriei, se speră ca aceste particule masive care interacționează slab să se ciocnească în față cu un atom de xenon și, la fel ca verii lor ușori, să emită un fulger de lumină.
Robert Svoboda și Mani Tripathi, profesori UC Davis, au asigurat 1,2 milioane de dolari în fondurile Naționale pentru Știință (NSF) și Departamentul de Energie al SUA pentru proiect (aceasta este 50% din totalul necesar). În comparație cu Big Hadron Collider (LHC) care costă miliarde de euro pentru a construi, LUX este un proiect extrem de economic, având în vedere sfera a ceea ce ar putea descoperi. În cazul în care există dovezi experimentale ale unei interacțiuni cu WIMP, consecințele vor fi enorme. Vom putea începe să înțelegem originile WIMP-urilor și distribuția lor, pe măsură ce Pământul se aruncă prin posibilul halo de materie întunecată, care este indirect observat că există pe Calea Lactee.
Detectarea materiei întunecate „ar fi cea mai mare afacere de la găsirea antimateriei în anii 1930.”- Profesorul Mani Tripathi, co-investigator LUX, UC Davis.
Mina de aur din Dakota de Sud a fost închisă în 2000, iar în 2004 au început lucrările pentru a dezvolta situl într-un laborator subteran. LUX va fi primul mare experiment care va fi adăpostit acolo. Se speră că instalația va începe la sfârșitul verii, după ce apa a fost pompată din mină.
Sursa originală: UC Davis News
