Ensimmäiset tieteelliset tiedot, jotka julkaistiin artikkelissa LZ-kokeilusivustolla, osoittivat, että kaikki asetukset
LUX-ZEPLIN sijaitsee yli 1,5 kilometrin syvyydessäSanford Underground Research Center Etelä-Dakotassa. Kokeilu on suunniteltu sieppaamaan WIMP:itä, hypoteettisia heikosti vuorovaikutuksessa massiivisia hiukkasia. Antureiden sijoittamisen maan alle pitäisi suojata niitä kosmiselta säteilyltä, joka voi peittää pimeän aineen signaalit.
Kokeen osallistujat vesisäiliön sisällä ilmaisimen asentamisen jälkeen. Kuva: LZ, SLAC
Ilmaisimen pohja on kaksi sisäkkäistätitaanisäiliöt, jotka sisältävät noin 10 tonnia erittäin puhdasta nestemäistä ksenonia. Niitä tarkastellaan käyttämällä valomonistinputkia (PMT), jotka pystyvät havaitsemaan heikot valonlähteet. Kaasusäiliöt sijoitetaan suurempaan ilmaisinjärjestelmään hiukkasten sieppaamiseksi, jotka voivat jäljitellä pimeän aineen signaalia.
Ksenonin hiukkasten törmäykset aiheuttavat näkyväävälkkymistä tai valon välähdyksiä, jotka PMT:t tallentavat, tutkijat selittävät. Lisäksi tällaiset vuorovaikutukset myös syrjäyttävät elektroneja ksenonatomeista, jolloin ne ajautuvat kammion yläosaan käytetyn sähkökentän vaikutuksesta. Siellä he luovat uuden salaman, jonka avulla spatiaalinen tapahtuma voidaan rekonstruoida. Tutkijat analysoivat tuikeominaisuuksia (lyhytaikainen luminesenssi) määrittääkseen ksenonissa vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten tyypit.
Laitteen kaavio (vasemmalla) ja sen toimintaperiaate (oikealla). Kuva: LZ, SLAC
Näkymätön, koska se ei säteile, eiabsorboi valoa eikä hajota valoa, pimeä aine on olennainen osa maailmankaikkeuden ymmärtämistä. Esimerkiksi pimeän aineen läsnäolo, jonka arvioidaan muodostavan noin 85 % maailmankaikkeuden kokonaismassasta, määrää galaksien muodon ja liikkeen.
Toistaiseksi kukaan ei ole pystynyt havaitsemaan pimeän aineen hiukkasia. Tutkijat uskovat, että uusi ilmaisin, josta on tullut maailman herkin, auttaa ratkaisemaan tämän ongelman.
Aiomme kerätä tulevina vuosina noin 20 kertaa enemmän dataa, joten olemme vasta aloittamassa. Meillä on paljon tiedettä tehtävänä, ja se on erittäin mielenkiintoista!
Hugh Lippincott, UC Santa Barbaran tutkija ja osallistuja LZ-kokeeseen
Kansikuva: sisäinen ilmaisin ennen asennusta. Lähde: LZ, SLAC
Lue lisää:
Musta aukko galaksissa osoitti Einsteinin olevan oikeassa. Pääasia
Avaruus tuhoaa luita ja muuttaa niiden rakennetta: tiedemiehet eivät tiedä, kuinka ihmiset lentävät Marsiin
Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeettoja, jotka eroavat Maasta, mutta sopivat elämään