LZ 실험 웹 사이트의 논문에 발표 된 첫 번째 과학 데이터는 모든 설정이
LUX-ZEPLIN은 1.5km 이상의 깊이에 위치하고 있습니다.사우스다코타주 샌포드 지하연구센터. 실험은 가상의 약하게 상호 작용하는 거대한 입자인 WIMP를 포착하도록 설계되었습니다. 지하에 센서를 배치하면 암흑 물질 신호를 차단할 수 있는 우주 방사선으로부터 센서를 보호해야 합니다.
감지기를 설치한 후 물탱크 내부에서 실험을 하고 있는 참가자들. 이미지: LZ, SLAC
탐지기의 기초는 2개의 중첩됩니다약 10톤의 매우 순수한 액체 크세논이 들어 있는 티타늄 탱크. 약한 광원을 감지할 수 있는 광전자 증배관(PMT)을 사용하여 관찰합니다. 가스 탱크는 암흑 물질 신호를 모방할 수 있는 입자를 포착하기 위해 더 큰 탐지기 시스템에 배치됩니다.
크세논 입자의 충돌로 인해 가시적과학자들은 PMT에 의해 기록된 깜박임 또는 빛의 섬광이라고 설명합니다. 또한 이러한 상호 작용은 크세논 원자에서 전자를 녹아웃시켜 인가된 전기장의 작용하에 챔버 상단으로 표류하게 합니다. 그곳에서 그들은 또 다른 섬광을 만들어 공간적 사건이 재구성될 수 있도록 할 것입니다. 연구자들은 제논에서 상호작용하는 입자의 유형을 결정하기 위해 섬광(단기 발광)의 특성을 분석합니다.
장치의 다이어그램(왼쪽)과 작동 원리(오른쪽). 이미지: LZ, SLAC
방사되지 않기 때문에 보이지 않습니다.빛을 흡수하고 산란시키지 않는 암흑 물질은 우주에 대한 우리의 이해의 기본입니다. 예를 들어, 우주 전체 질량의 약 85%를 구성하는 것으로 추정되는 암흑 물질의 존재는 은하의 모양과 움직임을 결정합니다.
지금까지 아무도 암흑 물질 입자를 감지할 수 없었습니다. 연구원들은 세계에서 가장 민감해진 새로운 검출기가 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.
앞으로 몇 년 동안 약 20배 더 많은 데이터를 수집할 계획이므로 이제 막 시작했습니다. 우리는 해야 할 과학이 많고 매우 흥미롭습니다!
Hugh Lippincott, UC Santa Barbara 연구원 및 LZ 실험 참가자
표지 사진: 설치 전 내부 감지기. 출처: LZ, SLAC
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