Οι επιστήμονες του Κολλεγίου Επιστήμης και Μηχανικής του Πανεπιστημίου της Μινεσότα έφτασαν σε ένα ορόσημο με το πείραμα Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS).
Βρίσκεται βαθιά υπόγεια στο Εργαστήριο Παρατηρητηρίου Νετρίνων Sudbury (SNOLAB) στον Καναδά, το βαθύτερο υπόγειο εργαστήριο στον κόσμο, αυτό το πείραμα έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει την αόρατη μάζα του Σύμπαντος, γνωστός και ως γνωστόν. σκοτεινή ύλη.
Η ομάδα του SuperCDMS ανακοίνωσε πρόσφατα ότι είχε ψύξει με επιτυχία το πείραμα στη θερμοκρασία λειτουργίας του, εκατοντάδες φορές ψυχρότερη από το διάστημα.
Η σκοτεινή ύλη, που υποτέθηκε επίσημα στη δεκαετία του 1970 από τη διάσημη αστρονόμο Vera Rubin (για την οποία ονομάζεται το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin), είναι η μυστηριώδης μάζα που θεωρητικά αντιπροσωπεύει το 85% της μάζας στο γνωστό Σύμπαν.
Παρά τα εξήντα χρόνια συνεχιζόμενης μελέτης, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη βρει συγκεκριμένες αποδείξεις για αυτό το θέμα ή να προσδιορίσουν από τι αποτελείται.
Ωστόσο, η πιο ευρέως αποδεκτή θεωρία είναι ότι αποτελείται από μεγάλα σωματίδια που αλληλεπιδρούν με την «κανονική ύλη» μέσω της βαρύτητας, γνωστό ως μοντέλο ψυχρής σκοτεινής ύλης (CDM).
Το πείραμα, που έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει σωματίδια σκοτεινής ύλης που ήδη περνούν από τη Γη, αποτελείται από ένα κυλινδρικό περίβλημα ύψους τεσσάρων μέτρων, διαμέτρου τεσσάρων μέτρων (~13 x 13 πόδια) κατασκευασμένο από στρώματα εξαιρετικά καθαρού μολύβδου.
Αυτή η θωράκιση προστατεύει τους ανιχνευτές στο εσωτερικό από την ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένων των νετρονίων και των ακτίνων γάμμα που παράγονται από κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας που διέρχονται από την ατμόσφαιρά μας.
Η επίτευξη της βασικής του θερμοκρασίας σηματοδοτεί μια σημαντική μετάβαση για το SuperCDMS, το οποίο είναι 1/1000s του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν (-273,15 °C· -459,67 °F), τη θερμοκρασία στην οποία σταματά η ατομική και μοριακή κίνηση.
Είπε η Priscilla Cushman, καθηγήτρια στη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Μινεσότα και εκπρόσωπος του SuperCDMS, σε δελτίο τύπου του UMN:
Η επίτευξη της θερμοκρασίας βάσης είναι ένα σημαντικό ορόσημο σε μια πολυετή εκστρατεία για την κατασκευή μιας εγκατάστασης χαμηλού φόντου ικανή να στεγάσει τους ευαίσθητους κρυογονικούς ανιχνευτές στερεάς κατάστασης.
Σε αυτές τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, οι εγκατεστημένοι ανιχνευτές μας μπορούν τώρα να ανιχνεύσουν μια εντελώς νέα περιοχή του χώρου παραμέτρων όπου μπορεί να κρύβονται τα ελαφρύτερα σωματίδια σκοτεινής ύλης.
Εκτός από το σχεδιασμό και τη συναρμολόγηση της ασπίδας χαμηλού φόντου που προστατεύει τους ανιχνευτές, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Μινεσότα ανέπτυξαν επίσης αλγόριθμους μηχανικής μάθησης και τεχνικές ανάλυσης.
Αυτά θα χρησιμοποιηθούν για την ταχεία εξαγωγή σημάτων σκοτεινής ύλης από δεδομένα μόλις το πείραμα τεθεί σε λειτουργία σε λίγους μήνες.
Σχετικό: Η σκοτεινή ύλη μπορεί τελικά να ανιχνεύτηκε στη λάμψη του γαλαξία μας
Με την επίτευξη της βασικής θερμοκρασίας, η συνεργασία θα προχωρήσει τώρα στη διαδικασία πολλών μηνών θέσης σε λειτουργία ανιχνευτή, κατά την οποία θα ενεργοποιηθούν, θα βαθμονομήσουν και θα βελτιστοποιήσουν κάθε κανάλι ανιχνευτή.
Εκτός από τη σκοτεινή ύλη, το SuperCDMS θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν σπάνια ισότοπα, να μελετήσουν εναποθέσεις ενέργειας μέχρι το επίπεδο ηλεκτρονίων-βολτ και πιθανώς να ανακαλύψουν νέους τύπους αλληλεπιδράσεων σωματιδίων.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από το Universe Today. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
