De eerste wetenschappelijke gegevens, gepubliceerd in een paper op de website van het LZ-experiment, toonden aan dat alle instellingen
LUX-ZEPLIN bevindt zich op een diepte van meer dan 1,5 km inSanford ondergronds onderzoekscentrum in South Dakota. Het experiment is ontworpen om WIMP's vast te leggen, hypothetische zwak interagerende massieve deeltjes. Door sensoren onder de grond te plaatsen, moeten ze worden beschermd tegen kosmische straling, die signalen van donkere materie kan overstemmen.
Deelnemers aan het experiment in de watertank na installatie van de detector. Afbeelding: LZ, SLAC
De basis van de detector is twee genesttitanium tanks met ongeveer 10 ton zeer zuivere vloeibare xenon. Ze worden bekeken met behulp van fotomultiplicatorbuizen (PMT's) die zwakke lichtbronnen kunnen detecteren. Gastanks worden in een groter detectorsysteem geplaatst om deeltjes op te vangen die een signaal van donkere materie kunnen nabootsen.
Botsingen van deeltjes in xenon veroorzaken zichtbaarflikkeren of lichtflitsen die worden geregistreerd door PMT's, leggen wetenschappers uit. Bovendien zullen dergelijke interacties ook elektronen uit de xenon-atomen uitschakelen, waardoor ze onder invloed van het aangelegde elektrische veld naar de bovenkant van de kamer drijven. Daar creëren ze weer een flits, waardoor de ruimtelijke gebeurtenis kan worden gereconstrueerd. Onderzoekers analyseren de kenmerken van scintillaties (kortdurende luminescentie) om de soorten deeltjes te bepalen die in xenon op elkaar inwerken.
Schema van het apparaat (links) en het werkingsprincipe (rechts). Afbeelding: LZ, SLAC
Onzichtbaar omdat het niet straalt, nietlicht absorbeert en niet verstrooit, is donkere materie fundamenteel voor ons begrip van het universum. Zo bepaalt de aanwezigheid van donkere materie, die naar schatting ongeveer 85% van de totale massa van het heelal uitmaakt, de vorm en beweging van sterrenstelsels.
Tot nu toe heeft niemand deeltjes donkere materie kunnen detecteren. De onderzoekers denken dat de nieuwe detector, die de meest gevoelige ter wereld is geworden, dit probleem zal helpen oplossen.
We zijn van plan om de komende jaren ongeveer 20 keer meer data te verzamelen, dus we zijn nog maar net begonnen. We hebben veel wetenschappelijk werk te doen, en het is erg interessant!
Hugh Lippincott, UC Santa Barbara-onderzoeker en deelnemer aan het LZ-experiment
Coverfoto: interne detector voor installatie. Bron: LZ, SLAC
Lees verder:
Een zwart gat in de melkweg bewees Einstein gelijk. Het belangrijkste
Ruimte vernietigt botten en verandert hun structuur: wetenschappers weten niet hoe mensen naar Mars zullen vliegen
Astronomen hebben planeten gevonden die verschillen van de aarde, maar geschikt zijn voor leven