حساس‌ترین آشکارساز ماده تاریک جهان در ایالات متحده شروع به کار کرد

دانشمندان حساس‌ترین آشکارساز ماده تاریک جهان با نام مخفف «LZ» را در ایالات متحده راه‌اندازی کردند. این آشکارساز که از دو مخزن تیتانیوم هرکدام مملو از 10 تن زنون تشکیل شده است، 100 برابر قوی‌تر از سایر آشکارسازهای دیگر است.

عمیق‌ترین آزمایشگاه زیرزمینی در ایالات متحده، یک غار علمی است که با نام «مرکز تحقیقات زیرزمینی سانفورد» شناخته می‌شود. این آزمایشگاه در داکوتای جنوبی واقع شده است و آزمایش‌هایی در آن انجام می‌شوند که مرموزترین‌ها هستند. از جمله این آزمایش‌ها می‌توان به آزمایش فیزیک نوترینوها، جستجوی پرتوهای کیهانی و مطالعه واکنش‌ همجوشی هسته‌ای اشاره کرد.

یکی از آزمایش‌هایی که در این آزمایشگاه انجام می‌شود «LUX-ZEPLIN» نام دارد که مخفف «Large Underground Xenon and Zoned Proportional Scintillation In Liquid Noble Gases» است - آن را به اختصار «LZ» می‌خوانیم. این آزمایش به کمک یک دستگاه عظیم استوانه‌ای سفید رنگ انجام می‌شود که شدت استریل است. یک دستگاه یک آشکارساز ماده تاریک است که در روز پنجشنبه راه‌اندازی شد.

LZ شامل دو مخزن تیتانیوم هست که هرکدام با 10 تن زنون مایع بسیار خالص است که تیم امیدوار است به کمک آن، برهمکنش میان ذرات ماده تاریک با اتم‌های زنون را مشاهده کند.

در راه‌اندازی این سیستم 250 متخصص حضور داشتند. این دستگاه مرحله بازرسی عملیات راه‌اندازی را با موفقیت پشت سر گذاشت و اولین نتایج علمی خود را ارائه کرد.

اما هیجان‌زده نشوید. هنوز ما نتوانسته‌ایم ماده تاریک را کشف کنیم. با این‌حال LZ با ارائه این نتایج ثابت کرد به درستی کار می‌کند، به حدی که می‌توان آن را حساس‌ترین آشکارساز ماده تاریک دانست.

• 

• 

• 

این آزمایش حداقل 30 برابر بزرگتر و 100 برابر قوی‌تر از نمونه‌های پیشین خود است. این دستگاه برای یافتن سیگنال‌های حساس ماده تاریک طراحی شده است و به اندازه کافی زیرزمین است تا نویزهای زمینه مانند پرتوهای کیهانی ایجاد تداخل نکنند.

«آرون مانالیسای» عضو آزمایشگاه ملی و مسئول LZ گفت: «نتایج بدست آمده نتیجه 60 روز فعالیت این دستگاه است. در آینده می‌توانیم میزان فعالیت آن را تا 20 برابر افزایش دهیم.»

ماده تاریک چیست ؟

ماده تاریک، همانطور که از نامش می‌توان حدس زد، هیچ نوری از خود ساطع نمی‌کند تا بتوان آن را همانند اجرام دیگر در آسمان رصد کرد. با این‌حال، ماده تاریک اثرات گرانشی در فضا دارد که از آن طریق دانشمندان به حضور آن پی می‌برند.

ماده تاریک که حدود 23% از محتوای کل عالم را دربر می‌گیرد، یکی از رازهای عالم است که دانشمندان بسیاری در تلاش برای درک ماهیت آن هستند.

آزمایش LZ یکی از آشکارسازهایی است که تلاش دارد تا این ماده را کشف کند. به عبارت دیگر، LZ به دنبال نوع خاصی ذره به نام «WIMP» یا «weakly interacting massive particle» است. WIMP یک ذره خنثی الکترومغناطیسی است که فیزیکدانان عقیده دارند ماده تاریک را تشکیل می‌دهد.