We blijven maar zeggen dat donkere materie zo moeilijk te vinden is. Astronomen zeggen dat ze de effecten ervan kunnen zien, zoals zwaartekrachtlensing, of een verbazingwekkend buigzaam lichtstuk dat plaatsvindt wanneer een enorm sterrenstelsel licht naar voren brengt van andere sterrenstelsels erachter. Maar het definiëren van wat de materie in hemelsnaam is, blijkt ongrijpbaar. En aangezien het de meeste materie van het universum uitmaakt, zou het geweldig zijn om te weten hoe donkere materie eruit ziet.
Een nieuw experiment - aangekondigd als de meest gevoelige donkere-materiedetector ter wereld - heeft drie maanden gezocht naar bewijs van zwak interacterende massieve deeltjes (WIMP's), die de basis kunnen vormen van donkere materie. Tot nu toe niets, maar onderzoekers benadrukten dat ze pas net begonnen zijn met werken.
"Nu we het instrument en de achtergronden ervan begrijpen, zullen we doorgaan met het verzamelen van gegevens en testen op steeds meer ongrijpbare kandidaten voor donkere materie", aldus natuurkundige Dan McKinsey van Yale University, een van de medewerkers van het Large Underground Xenon ( LUX) detector.
LUX opereert een mijl (1,6 kilometer) onder de aarde in de door de staat beheerde Sanford Underground Research Facility, die zich in South Dakota bevindt. De ondergrondse locatie is perfect voor dit soort werk omdat er weinig interferentie is van deeltjes van kosmische straling.
“De kern van het experiment is een zes meter hoge titanium tank gevuld met bijna een derde van een ton vloeibaar xenon, gekoeld tot min 150 graden Fahrenheit. Als een WIMP een xenonatoom treft, kaatst het terug van andere xenonatomen en zendt het fotonen (licht) en elektronen uit. De elektronen worden omhoog getrokken door een elektrisch veld en staan in wisselwerking met een dunne laag xenongas bovenaan de tank, waardoor meer fotonen vrijkomen ', aldus het Lawrence Berkeley National Laboratory, dat leiding geeft aan de operaties in Sanford.
“Lichtdetectoren in de boven- en onderkant van de tank kunnen elk een enkel foton detecteren, zodat de locaties van de twee fotonsignalen - een op het aanvaringspunt, de andere op de bovenkant van de tank - kunnen worden bepaald binnen een enkele millimeters. De energie van de interactie is precies te meten aan de helderheid van de signalen. ”
De gevoeligheid van LUX voor WIMP's met een lage massa is meer dan 20 keer beter dan andere detectoren. Dat gezegd hebbende, kon de detector geen mogelijke hints van WIMP's bevestigen die in andere experimenten waren gevonden.
"Drie kandidaat-WIMP-gebeurtenissen met een lage massa die onlangs zijn gerapporteerd in ultrakoude siliciumdetectoren zouden in de veel grotere detector van LUX meer dan 1.600 gebeurtenissen hebben opgeleverd, of in de recente uitvoering elke 80 minuten", voegde het laboratorium eraan toe.
Raak die draaiknop echter nog niet aan. LUX is van plan de komende twee jaar meer te zoeken. Ook stelt het Sanford Lab een nog gevoeliger LUX-ZEPLIN-experiment voor dat 1000 keer gevoeliger zou zijn dan LUX. Er is echter nog geen woord over wanneer LUX-ZEPLIN van de grond komt.
Bron: Lawrence Berkeley National Laboratory
