ساخت بزرگترین و پیشرفته‌ترین آشکارساز ماده تاریک جهان توسط بریتانیا
پژوهشگران در بریتانیا قدم بزرگی در جهت شناخت ماده تاریک، یک ماده که حدود ۸۵ درصد از جرم جهان را تشکیل می‌دهد اما تاکنون غیرقابل شناسایی بوده است، برداشته‌اند.
آن‌ها آغاز به کار بر روی ساخت “بزرگترین و پیشرفته‌ترین آشکارساز ذرات کمیاب جهان” کرده‌اند. این ابزار جدید به دنبال ذرات ماده تاریک و دیگر پدیده‌های جدید فیزیکی است که تاکنون از شناسایی فرار کرده‌اند.
این پروژه توسط کالج سلطنتی لندن و با همکاری آزمایشگاه زیرزمینی Boulby شورای تاسیسات علم و فناوری که بخشی از کنسرسیوم جهانی Xenon Lux-Zeplin Darwin (XLZD) هستند، هدایت می‌شود.
“برای کشف یا حتی توانایی رد وجود ماده تاریک، یک جهش عظیم برای علم خواهد بود و درک ما از کیهان را تغییر خواهد داد,” گفت استاد شان پالینگ، مدیر و دانشمند ارشد در آزمایشگاه.
حساسیت بی‌سابقه
آشکارساز پیشنهادی یک جهش بزرگ در تحقیقات ماده تاریک است. انتظار می‌رود که ده برابر بزرگتر از آزمایش پیشروی کنونی، معروف به آزمایش LZ باشد.
این افزایش اندازه به طور قابل توجهی حساسیت آشکارساز را بالا می‌برد، به این معنا که قادر خواهد بود تا طیف وسیع‌تری از ذرات ماده تاریک را تشخیص دهد.
یک آشکارساز بزرگتر احتمال تشخیص تعاملات نادر بین ذرات ماده تاریک و ماده معمولی را افزایش می‌دهد.
“این اجازه خواهد داد تا جستجویی قطعی برای تعاملات ذرات ماده تاریک با جرم‌های بالای چند پروتون صورت گیرد، و همچنین برای شواهدی از فروپاشی‌های ذرات که می‌تواند توضیح دهد چرا جهان به نظر می‌رسد که دارای ماده معمولی است اما مقدار کمی پادماده، و دیگر پدیده‌های نادر که می‌تواند شواهدی از فیزیک جدید ارائه دهد,” بیانیه مطبوعاتی خاطر نشان کرد.
طراحی آشکارساز
آشکارساز یک ساختار زیرزمینی گسترده خواهد بود، شبیه به یک “فلاسک ترموس” بزرگ که تا ۱۰۰ تن زنون مایع را در خود جای خواهد داد.
دانشمندان انتظار دارند که هنگامی که ذرات ماده تاریک از زمین عبور می‌کنند، گاه به گاه با زنون داخل این آشکارساز برخورد کنند. انتظار می‌رود این تعاملات سبب ایجاد فلش‌های بسیار کوچکی از نور شوند.
“فلش‌های کوچک، اما قابل تشخیص، به عنوان شواهد حضور ذرات ماده تاریک تولید خواهند شد و برای دانشمندان برای تجزیه و تحلیل ثبت می‌شوند,” توضیح دادند پژوهشگران در یک بیانیه مطبوعاتی .
استاد پالینگ از پتانسیل این پروژه اطمینان دارد.
“ما اکنون بیشتر از همیشه به تحقق این امر نزدیک هستیم و تا زمانی که بتوانیم به عنوان یک جامعه بین‌المللی به هم بپیوندیم، سرمایه‌گذاری در ابزار مناسب انجام دهیم و روی جستجوی خود متمرکز بمانیم، پیشرفت‌های بزرگی در دور دست داریم,” او اضافه کرد.
ساخت زیرساخت
اگرچه محل دقیق آزمایش هنوز تعیین نشده است، دانشگاه‌های بریتانیا و آزمایشگاه زیرزمینی Boulby در حال قرار دادن زیرساخت‌های لازم هستند.
یک تیم در STFC در حال کار بر روی تاسیس یک تسهیلات علمی جدید در معدن Boulby است که ممکن است میزبان آشکارساز XLZD باشد.
این تسهیلات در دو مرحله توسعه خواهد یافت: ابتدا، یک تسهیلات تولید پاک در حدود ۳۶۰۰ فوت (۱۱۰۰ متر) عمق، و سپس یک سالن آزمایشگاهی بزرگ در حدود ۴۳۰۰ فوت (۱۳۰۰ متر) عمق برای میزبانی آزمایش.
به طور قابل توجه، کنسرسیوم XLZD پژوهشگران پیشروی ماده تاریک را به هم متصل می‌کند تا به رمز و راز اکثریت پنهان جهان بپردازند.
