Ne oddaja elektromagnetnega sevanja in nihče v resnici ne ve, kaj je, vendar to ni ustavilo skupine evropskih raziskovalcev, da bi razvili napravo, ki jo bodo znanstveniki uporabili za odkrivanje in določanje narave temne snovi, ki sestavlja 1 / 4 mase našega vesolja.
Raziskovalci z univerze v Zaragozi (UNIZAR) in Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, v Franciji) so na podlagi teoretičnih študij podali predpostavke o naravi temne snovi in razvili napravo, imenovano "scintilacijski bolometer" za odkrivanje rezultata interakcije temne snovi z materialom znotraj detektorja.
"Eden največjih izzivov fizike danes je odkrivanje resnične narave temne snovi, ki je ni mogoče neposredno opazovati - čeprav se zdi, da predstavlja četrtino zadeve vesolja. Zato ga moramo poskušati zaznati s prototipi, kot je bil tisti, ki smo ga razvili, "je za SINC povedal Eduardo García Abancéns, raziskovalec UNIZAR-ovega laboratorija za jedrsko fiziko in astro-delce.
García Abancéns je eden od znanstvenikov, ki delajo na projektu ROSEBUD (kratica za iskanje redkih predmetov z Bolometers UndergrounD), mednarodno pobudo za sodelovanje med Institutom d'Astrophysique Spatiale (CNRS-Univerza Pariz-Jug, v Franciji) in Univerzo Zaragoze, ki se osredotoča na lov na temno snov v Mlečni poti.
Znanstveniki zadnje desetletje delajo na tej misiji v podzemnem laboratoriju Canfranc v Huesci, kjer so razvili različne kriogene detektorje (ki delujejo pri temperaturah blizu absolutne nič:? 273,15 ° C). Najnovejši je "scintilacijski bolometer", 46-gramska naprava, ki v tem primeru vsebuje kristalni "scintilator", sestavljen iz bizmuta, kalčka in kisika (BGO: Bi4Ge3O12), ki deluje kot detektor temne snovi.
Seveda so morali raziskovalci, da bi zgradili kakršno koli detektor temne snovi, nekaj predpostavk o naravi temne snovi. Tehnika zaznavanja, ki so jo razvili raziskovalci, temelji na številnih teoretičnih študijah, ki kažejo na delce, imenovane WIMP (Slabo interaktivni masivni delci), kot glavno sestavino temne snovi.
"Ta tehnika zaznavanja temelji na sočasnem merjenju svetlobe in toplote, ki nastane pri interakciji med detektorjem in hipotetičnimi WIMP-ji, ki po različnih teoretskih modelih pojasnjujejo obstoj temne snovi," razlaga García Abancéns.
Raziskovalec razlaga, da razlika v scintilaciji različnih delcev omogoča tej metodi razlikovanje med signali, ki bi jih proizvedli WIMP, in drugimi, ki jih proizvajajo različni elementi sevanja ozadja (na primer alfa, beta ali gama delci).
Za merjenje najmanjše količine proizvedene toplote je treba detektor ohladiti na temperature, ki so blizu absolutne ničle, in namestiti kriogeni objekt, ojačan s svinčenimi in polietilenskimi opekami in zaščiten pred kozmičnim sevanjem, ko se nahaja pod goro Tobazo v podzemnem laboratoriju v Canfrancu.
"Novi scintilacijski bolometer je deloval odlično, saj je dokazal svojo sposobnost preživetja kot detektor v poskusih iskanja temne snovi in tudi kot gama spektrometer (naprava, ki meri to vrsto sevanja) za spremljanje sevanja ozadja v teh poskusih," pravi García Abancéns.
Utripajoči bolometer je trenutno v Univerzitetnem centru Orsay v Franciji, kjer ekipa deluje za optimizacijo nabiranja svetlobe v napravi in izvaja preskuse z drugimi kristali BGO.
Ta študija, ki je bila nedavno objavljena v reviji Optical Materials, je del evropskega projekta EURECA (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Namen te pobude, v kateri sodeluje 16 evropskih institucij (vključno z univerzo v Zaragozi in službo za notranjo revizijo), je zgraditi enotonski kriogeni detektor in ga v naslednjem desetletju uporabiti za lov na temno snov vesolja.
Vir: FECYT (Španija)
