Unglaublich empfindlicher Detektor dunkle Materie LUX, beerdigt Kilometer unter einer dicken Schicht gestein, nichts gefunden für 20 Monate Suche nach der dunklen Materie — als deutlich verringert die Reichweite der möglichen Eigenschaften der geheimnisvollen Substanz. 21. Juli auf 11-TEN Konferenz der dunklen Materie (IDM2016), die fand in Sheffield, Großbritannien, die Wissenschaftler stellten die Ergebnisse der Arbeit von LUX. Auf der Konferenz versammelt Wissenschaftler, die versuchen die dunkle Materie zu verstehen — aus dieser geheimnisvollen Substanz, vermutlich bestehend 4/5 der Masse des Universums. Solange niemand direkt beobachtet.
«LUX lieferte der Welt die bessere Empfindlichkeit bei der Suche nach der ersten Einführung im Jahr 2013, sagte Rick Гейтскелл, Physiker von der Brown University und Vertreter von LUX. — Mit diesem Ergebnis der Untersuchungen von 2014 bis 2016, Wissenschaftler Kollaboration LUX brachten die Empfindlichkeit des Gerätes für die maximale Höhe der Leistung, die viermal höher als die ursprünglichen Ziele des Projekts».
LUX ist abgekürzt Large Underground Xenon Experiment zur Suche nach dunkler Materie. Er befindet sich in einer Tiefe von 1,6 Kilometer in einer ehemaligen Goldmine in South Dakota, die heute als Сэнфордский unterirdischen Forschungs-Objekt. Eingebettet in 272500-Liter-Tank gereinigtes Wasser, 1,8-Meter-Titan-Behälter enthält 302 Kilogramm flüssigem Xenon kalten. Aufgabe der Xenon — ausbrechen in Form einer elektrischen Ladung, und einen schwachen Lichtblitz abfangen umliegenden sensoren, wenn ein Teilchen der dunklen Materie konfrontiert mit einem seiner Atome. Wassersäule und полуторакилометровая Scala müssen verhindern, dass irgend etwas anderes zur Empörung der Ruhe.
Dieses Letzte Ergebnis zeigt, dass noch nichts mit den gewünschten Eigenschaften zu erstellen, nicht verletzt, Ruhe Xenon.
«Es wäre wunderbar, wenn verbesserte Empfindlichkeit hat uns auch ein deutliches Signal der dunklen Materie, sagt Гейтскелл. — Allerdings alles, was wir beobachtet haben, im Einklang nur mit dem hintergrund».
Auf der Suche nach вимпов
Obwohl die Wissenschaftler noch nie beobachteten die dunkle Materie direkt, Sie wissen, dass es spielt eine wichtige Rolle in unserem Universum: – Rotation von Galaxien und wie Sie biegen das Licht, das durch Sie hindurch, zeigen, dass die Schwerkraft dieser Systeme verantwortlich zusätzliche Materie.
LUX wurde für die Suche nach schwach wechselwirkenden massiven Teilchen (вимпов, WIMP) — die führenden Kandidaten für die Rolle der dunklen Materie. Diese Partikel haben eine Masse von 10 bis 100 mal größer als die Masse des Protons, sondern interagieren mit gewöhnlicher Materie sehr schwach (also die Wissenschaftler können nicht mehr feststellen, nicht исхитрившись). Die meisten Partikel, wie kosmische Strahlung, die ständig auf die Erde verschüttet werden angehalten Stein und Wasser, Schutz der Detektor, aber вимпы in der Lage, gehen durch und durch. Manchmal, wenn die Wissenschaftler Glück haben, werden Sie konfrontiert mit welchem=Atom etwas in einem dicht abgestürzten Xenon und verlassen ein schwaches Licht treffen (flüssiges Xenon ist transparent für Photonen). Andere Partikel, die in der Lage geraten in Xenon-Dampfbad, verursachen viele Blitze unter den Xenon-Atomen, aber Wimp — nur eine.
Die Forscher untersuchten eine große Menge von Daten gesammelt, sorgfältig kalibriertem Gerät, im Rahmen der 20-monatigen Experiment, das durchgeführt wurde, nachdem die schwächeren drei-Monats-Studie LUX durchgeführt, die im Jahr 2013 und auch mit negativem Ergebnis. Es gelang Ihnen, filtern die Signale in Daten, die Teilchen der dunklen Materie, denen es gelungen ist, gelangen Sie in das Bad und die Teilnahme an dem Experiment. Also vor den Wissenschaftlern die einzigartige Möglichkeit direkt zu studieren, die Wechselwirkungen der dunklen Materie, die, wie erwartet, werden, um mehrere Signale von hundert pro Kilogramm Xenon.
Die Tatsache, dass LUX nichts gefunden hat, bedeutet nicht, dass die dunkle Materie besteht nicht aus вимпов; vielmehr вмпы dunkle Materie keine Masse haben oder können keinen Einfluss auf die gewöhnliche Materie in einem bestimmten vorgegebenen Bereich.
«Wir warteten auf ein positives Signal, aber die Natur war nicht so nett», sagte Cham-Gag, Physiker am University College London Teilnehmer aus LUX. «Allerdings, und das null-Ergebnis ist von großer Bedeutung, da ändert sich das Bild, die Begrenzung der möglichen Modelle der dunklen Materie».
Weiter gehts
LUX — eine von mehreren versuchen, die dunkle Materie, und seine Ergebnisse helfen, verengen die Forschung, die durchgeführt werden im Rahmen der folgenden Experimente. Andere Experimente, wie COUPP-60, – XENON Dark Matter Project in Italien und SUPERCDMS verwendet ähnliche Methoden, um die starke Abschirmung des Stoffes und die Erwartungen der natürlichen Entstehung der dunklen Materie.
Und hier bei dem Experiment am large Hadron Collider eine Chance dunkle Materie und befestigen Sie dann Ihr Signal.
«Wir hielten es für ein Kampf David gegen Goliath zwischen uns und einem viel größeren Großen адронным Collider passiert im CERN in Genf, sagt Гейтскелл. — LUX kämpfte die letzten drei Jahre, um zu bekommen das erste Signal Beweis der dunklen Materie. Jetzt bleibt uns warten, nicht wird sich zeigen, ob der erste Start der TOPF in diesem Jahr die Teilchen der dunklen Materie, oder öffnen Sie ergeht schon nach dem erscheinen der neuen Generation von großen Detektoren».
Der neue Detektor LUX, LUX-Zeplin, wird in 70 mal empfindlicher LUX. Er wird einen Platz LUX, wo und sucht weiter.
Die empfindlichste Detektor in der Welt der dunklen Materie gefunden
Ilja Hel