Οι ανιχνευτές κρυστάλλων πυριτίου στο ορυχείο αναζητούν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης
Στο εσωτερικό ενός ορυχείου στη Μινεσότα έχουν τοποθετηθεί ανιχνευτές
που προσπαθούν να εντοπίσουν ένα είδος σωματιδίων (τα WIMPS) που
πιστεύεται ότι αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της μυστηριώδους σκοτεινής
ύλης. Οι υπεύθυνοι του πειράματος στο αμερικανικό ορυχείο ανακοίνωσαν
ότι μελετούν δεδομένα που υποδεικνύουν την παρουσία των WIMPS, πράγμα
που αν τελικά επαληθευθεί θα αποτελέσει μια ακόμη απόδειξη για την
ύπαρξη της σκοτεινής ύλης...
Η σκοτεινή ύλη είναι μια αόρατη ουσία που ανάμεσα στα άλλα συμβάλλει
με την ισχυρή βαρυτική της έλξη στη δημιουργία των γαλαξιών. Μέχρι
σήμερα δεν έχει γίνει εφικτή η άμεση παρατήρησή της. Σύμφωνα με την
κρατούσα θεωρία η σκοτεινή ύλη αποτελεί το 22% της συνολικής μάζας του
Σύμπαντος. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται στην
πλειοψηφία της από ένα είδος σωματιδίων, τα WIMPs, που είναι 100 φορές
βαρύτερα από τα πρωτόνια. Οπως συμβαίνει και με τη σκοτεινή ύλη δεν έχει
επιτευχθεί ακόμη άμεση παρατήρηση των WIMPS αλλά μόνο έμμεσες ενδείξεις
της ύπαρξής τους. Σύμφωνα με τη θεωρία, αν η σκοτεινή ύλη υπάρχει, τα
σωματίδιά της συγκρούονται μεταξύ τους και αλληλοεξουδετερώνονται.
Το πείραμα
Το πείραμα στο ορυχείο ονομάζεται CDMS (Cryogenic Dark Matter Search)
και σε αυτό συμμετέχουν περίπου 100 ερευνητές από μεγάλα πανεπιστήμια
και ερευνητικά ιδρύματα και οργανισμούς των ΗΠΑ. Το πείραμα ξεκίνησε το
2003 με τους ερευνητές να τοποθετούν στα βάθη του ορυχείου 19 ανιχνευτές
γερμανίου. Το 2008 οι ερευνητές αντικατέστησαν τους ανιχνευτές
κρυστάλλων γερμανίου με ανιχνευτές κρυστάλλων πυριτίου που έχουν
μεγαλύτερη ευαισθησία στην καταγραφή συγκρούσεων σωματιδίων χαμηλής
ενέργειας όπως πιστεύεται ότι είναι τα WIMPS.
Οι ανιχνευτές έχουν ψυχθεί σε θερμοκρασία 40 millikelvin. Ενα
millikelvin αντιστοιχεί σε – 273 βαθμούς Κελσίου. Οι ανιχνευτές
«αισθάνονται» τη θερμότητα που παράγεται όταν ένα σωματίδιο συγκρούεται
με ένα κρύσταλλο. Η επιστημονική πρόκληση είναι να διαχωριστεί μια
πιθανή σύγκρουση WIMPS από συγκρούσεις άλλων σωματιδίων.
Παλιά και νέα ίχνη
Οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι μελετούν καταγραφές και δεδομένα που είναι πιθανό να προέρχονται από συγκρούσεις WIMPS. «Δεν
μπορούμε να πούμε ότι έχουμε στη διάθεσή μας στοιχεία που ανάγονται
στην κατηγορία της ‘ανακάλυψης’ αλλά ότι είναι στοιχεία που χρήζουν
περαιτέρω διερεύνησης» αναφέρει ο Κέβιν Μακάρθι,
μέλος της ερευνητικής ομάδας που εργάζεται στο ΜΙΤ. Στο παρελθόν έχουν
υπάρξει και άλλες καταγραφές που υποδείκνυαν συγκρούσεις WIMPS αλλά
τελικά δεν επιβεβαιώθηκε κάτι τέτοιο.
Αυτή τη φορά όμως οι ερευνητές θεωρούν ότι τα δεδομένα δείχνουν ότι
υπάρχει πολύ υψηλή πιθανότητα οι συγκρούσεις που καταγράφηκαν να αφορούν
WIMPS. Οι ανακοινώσεις έγιναν σε συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας
Φυσικής ενώ υπάρχει και δημοσίευση στο διαδικτυακό αρχείο επιστημονικών
προδημοσιεύσεων «arxiv.org»
www.tovima.gr
