Kako ujamete WIMP? Ne, ne govorim o ustrahovanju najšibkejšega otroka v razredu, govorim o šibkih interaktivnih masivnih delcih (tistih WIMP). Čeprav so po definiciji "množični", ne vplivajo na elektromagnetno silo (prek fotonov), zato jih ni mogoče "videti" in ne vplivajo na močno jedrsko silo, zato jih atomska jedra ne morejo občutiti. Če ne moremo zaznati WIMP prek teh dveh sil, kako se sploh lahko nadejamo, da ju bomo zaznali? Konec koncev je WIMP teoretično, da letijo po Zemlji, ne da bi pri tem ničesar zadeli da šibko delujejo. Včasih pa lahko trčijo v atomska jedra, vendar le, če trčijo v glavo. To je zelo redek pojav, vendar bo detektor velikega podzemnega ksenona (LUX) pokopan 4 800 čevljev (1463 metrov ali skoraj kilometer) pod zemljo v stari rudnik južne Dakote in znanstveniki upajo, da se bo, ko bo nesrečni WIMP naletel na ksenon atoma, blisk svetlobe bo zajet, kar pomeni prvi eksperimentalni dokazi temne snovi…
Galaksije, opažene z Zemlje, imajo nekaj čudnih lastnosti. Največja težava kozmologov je bila razlaga, zakaj se zdi, da imajo galaksije (vključno z Mlečno potjo) večjo maso, kot jih je mogoče opaziti s štetjem zvezd in samo z medzvezdnim prahom. Dejansko 96% mase vesolja ni mogoče opazovati. 22% te manjkajoče mase naj bi bilo v "temni snovi" (74% je "temna energija"). Temna snov je teoretizirana za sprejemanje številnih oblik. Ogromni astronomski kompaktni halo objekti (astronomska telesa, ki vsebujejo navadne barionske materiale, ki jih ni mogoče opaziti; kot so nevtronske zvezde ali osiroteli planeti), nevtrini in WIMPS, naj bi prispevali k tej manjkajoči masi. V teku je veliko poskusov za odkrivanje vsakega prispevka. Črne luknje je mogoče posredno zaznati z opazovanjem interakcij v središču galaksij (ali gravitacijskih efektov leče), nevtrine lahko zaznamo v ogromnih rezervoarjih s tekočino, zakopanih globoko pod zemljo, toda kako lahko odkrijemo WIMP? Zdi se, da mora detektor WIMP vzeti list iz knjig detektorja nevtrino - začeti mora kopati.
Da bi se izognili motnjam sevanja, kot so kozmični žarki, so nizkoenergetski detektorji, kot so nevtrino "teleskopi", zakopani precej pod zemeljsko površino. Stare rudniške jaške so idealni kandidati, saj je luknja že postavljena za postavitev instrumentacije. Neutrinski detektorji so ogromne posode z vodo (ali kakšno drugo sredstvo) z zelo občutljivimi detektorji, nameščenimi na zunanji strani. Takšen primer je detektor Super Kamiokande nevtino na Japonskem, ki vsebuje ogromno količino ultra očiščene vode, ki tehta 50.000 ton (na sliki levo). Ko šibko interaktivni nevtrino zadene molekulo vode v rezervoarju, se sproži blisk Čerenkovega sevanja in zazna nevtrino. To je osnovna naloga novega velikega podzemnega detektorja Xenon (LUX), ki bo porabil 600 funtov (272 kg) tekočega ksenona, suspendiranega v 25-metrskem visokem rezervoarju čiste vode. Če WIMP obstajajo izven teoretičnih področij, je upanje, da se bodo ti šibki medsebojno učinkoviti masivni delci vdorili ksenonov atom, tako kot njihovi lahki bratranci oddajajo bliske svetlobe.
Robert Svoboda in Mani Tripathi, profesorja UC Davis, sta za projekt zagotovila 1,2 milijona dolarjev Nacionalne znanstvene fundacije (NSF) in ameriškega oddelka za energijo (to je 50% vseh potrebnih). V primerjavi z velikim hadronskim trkalnikom (LHC), ki stane več milijard evrov, je LUX izredno ekonomski projekt, ki upošteva obseg tega, kar bi lahko odkril. Če obstajajo eksperimentalni dokazi o interakciji WIMP, bodo posledice ogromne. Tako bomo lahko začeli razumeti izvor WIMP-jev in njihovo porazdelitev, ko se Zemlja širi skozi možen halo temne snovi, za katerega posredno opazimo, da obstaja v Mlečni poti.
Zaznavanje temne snovibi bil največji posel od najdbe antimaterije v tridesetih letih 20. stoletja."- profesorica Mani Tripathi, sogovornica LUX, UC Davis.
Rudnik zlata v Južni Dakoti je bil zaprt leta 2000, leta 2004 pa je delo začelo razvijati območje v podzemni laboratorij. LUX bo prvi veliki poskus, ki ga bomo nastavili tam. Upamo, da se bo namestitev začela pozno poleti, potem ko bodo iz rudnika črpali vodo.
Izvirni vir: UC Davis News
