Σκοτεινή ύλη: Eντείνονται οι έρευνες, κανένα ίχνος

Το πείραμα ΧΕΝΟΝ100, είναι μια υπερευαίσθητη συσκευή, η οποία χρησιμοποιεί 62 κιλά καθαρού ξένου, ενός ευγενούς αερίου το οποίο χρησιμοποιείται σα στόχος για τα WIMPS, και είναι κατασκευασμένο να μετράει μικροσκοπικές αλλαγές στο φορτίο του αερίου ή φως που μπορεί να παραχθεί από τις συγκρούσεις των WIMPs με τα άτομα ξένου.

Στημένο σε ένα τούνελ στο βουνό Gran Sasso της Ιταλίας, το XENON100, ένα από τα πιο ευαίσθητα πειράματα μέχρι στιγμής για τον εντοπισμό σωματιδίων σκοτεινής ύλης δεν απέδωσε καρπούς. Στην ανακοίνωση που εξέδωσαν οι συμμετέχοντες επιστήμονες αναφέρεται πως στους 13 μήνες λειτουργίας του πειράματος, το πιο πιθανό είδος σωματιδίων σκοτεινής ύλης, τα λεγόμενα WIMPs (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα) δεν έκαναν την εμφάνισή τους. Σημειώθηκαν μόνο δύο συμβάντα άξια ενδιαφέροντος, τα οποία όμως εμπίπτουν στη στατιστική πιθανότητα να είναι ακτινοβολία από το περιβάλλον.
Όλες οι κοσμολογικές παρατηρήσεις συμφωνούν πως η ύλη η οποία γνωρίζουμε και βλέπουμε στο σύμπαν, δεν είναι παρά το 4% περίπου της συνολικής σύνθεσής του. Ένα 20% αντιστοιχεί σύμφωνα με υπολογισμούς, στην ποσότητα της σκοτεινής ύλης, και το υπόλοιπο 76% στη σκοτεινή ενέργεια, ακόμη έναν άγνωστο παράγοντα στον οποίο αποδίδεται η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος.
Το πείραμα ΧΕΝΟΝ100, είναι μια υπερευαίσθητη συσκευή, η οποία χρησιμοποιεί 62 κιλά καθαρού ξένου, ενός ευγενούς αερίου το οποίο χρησιμοποιείται σα στόχος για τα WIMPS, και είναι κατασκευασμένο να μετράει μικροσκοπικές αλλαγές στο φορτίο του αερίου ή φως που μπορεί να παραχθεί από τις συγκρούσεις των WIMPs με τα άτομα ξένου. Το πείραμα καλύπτουν 1400 μέτρα βράχων, ώστε να το απομονώσουν από το «θόρυβο» άλλων ειδών ακτινοβολίας όπως οι κοσμικές ακτίνες, και είναι μάλιστα και καλυμμένο με στρώματα χαλκού, πολυαιθυλένης, μόλυβδου και νερού για περαιτέρω προστασία. Παρόλα αυτά, κάποια ελάχιστα σωματίδια μπορούν στατιστικά να περάσουν αυτά τα στρώματα προστασίας, και τα δύο συμβάντα που ανιχνεύτηκαν είναι εντός αυτού του ορίου.
Το 2011 η ομάδα είχε δημοσιεύσει στοιχεία από παρατηρήσεις 100 ημερών, η ακρίβεια των οποίων ήταν 5 με 10 φορές καλύτερη από αυτές του προηγούμενου πειράματος XENON10 το 2010. Οι νέες μετρήσεις που δημοσιεύτηκαν πρόσφατα ήταν κατά 3.5 φορές ακόμη πιο ευαίσθητες από του 2011, γεγονός που επιτρέπει στους ερευνητές να αρχίσουν να αποκλείουν ορισμένες περιοχές ενεργειών στις οποίες τα WIMPs σίγουρα δεν εμφανίζονται. Ήδη προετοιμάζεται η βελτιωμένη εκδοχή του XENON, το XENON1T το οποίο αναμένεται να λειτουργήσει το επόμενο έτος, και να μειώσει ακόμη περισσότερο τα περιθώρια για τον εντοπισμό (εάν υπάρχει) της σκοτεινής ύλης.
Πέρα από το XENON, πειράματα για την ανίχνευση σωματιδίων σκοτεινής ύλης λειτουργούν σε όλο τον κόσμο, αλλά και στο διάστημα, όπως ο βάρους 7 τόνων ανιχνευτής AMS στο διεθνή διαστημικό σταθμό. Καθώς οι αναφορές από έμμεσες αστρονομικές παρατηρήσεις πληθαίνουν υπέρ της παρουσίας της σκοτεινής ύλης στο διάστημα, η ανίχνευση της, μετά και την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs, είναι ο επόμενος μεγάλος στόχος των ερευνητών. Προς το παρόν πάντως, η σύνθεσή της παραμένει ένα μεγάλο μυστήριο, που φαίνεται πως η φύση έχει κρύψει πολύ αποδοτικά, και δεν σκοπεύει να το αποκαλύψει εύκολα.

Πηγή

Posted in: επιστήμη