Como você captura um WIMP? Não, não estou falando sobre intimidar a criança mais fraca da turma, mas sobre partículas maciças que interagem fracamente (Essa WIMPs). Embora sejam "maciços" por definição, eles não interagem com a força eletromagnética (via fótons), portanto não podem ser "vistos" e não interagem com a força nuclear forte, de modo que não podem ser "sentidos" pelos núcleos atômicos. Se não podemos detectar WIMPs por essas duas forças, como podemos esperar detectá-los? Afinal, teoricamente, os WIMPs voam pela Terra sem atingir nada, eles são aquele interagindo fracamente. Mas, às vezes, eles podem colidir com núcleos atômicos, mas apenas se colidirem de frente. Essa é uma ocorrência muito rara, mas o detector Large Underground Xenon (LUX) será enterrado a 4863 pés (1.463 metros) em uma antiga mina de ouro de Dakota do Sul e os cientistas esperam que, quando um WIMP azarado colidir com um xenônio. átomo, um flash de luz será capturado, significando a primeira evidência experimental de matéria escura…
As galáxias observadas da Terra têm algumas qualidades estranhas. O maior problema para os cosmólogos tem sido explicar por que as galáxias (incluindo a Via Láctea) parecem ter mais massa do que pode ser observado contando estrelas e contabilizando apenas a poeira interestelar. De fato, 96% da massa do Universo não pode ser observada. Pensa-se que 22% desta massa em falta seja mantida em "matéria escura" (74% é mantida em "energia escura"). A matéria escura é teorizada para assumir várias formas. Objetos de halo compactos astronômicos maciços (corpos astronômicos contendo material bariônico comum que não pode ser observado; como estrelas de nêutrons ou planetas órfãos), acredita-se que todos os neutrinos e WIMPS contribuam para essa massa ausente. Muitas experiências estão em andamento para detectar cada colaborador. Os buracos negros podem ser detectados indiretamente observando as interações no centro das galáxias (ou efeitos das lentes gravitacionais), os neutrinos podem ser detectados em enormes tanques de fluido enterrados no subsolo, mas como os WIMPs podem ser detectados? Parece que um detector WIMP precisa retirar uma folha dos livros do detector de neutrinos - ele precisa começar a cavar.
Para evitar interferência de radiação como raios cósmicos, detectores de baixa energia, como "telescópios" de neutrinos, são enterrados bem abaixo da superfície da Terra. Os eixos antigos da mina são candidatos ideais, pois o orifício já está lá para a instrumentação ser montada. Os detectores de neutrinos são enormes recipientes de água (ou algum outro agente) com detectores altamente sensíveis posicionados do lado de fora. Um exemplo é o detector de neutrinos Super Kamiokande no Japão, que contém uma grande quantidade de água ultra-purificada, pesando 50.000 toneladas (foto à esquerda) Quando um neutrino que interage fracamente atinge uma molécula de água no tanque, um flash de radiação de Cherenkov é emitido e um neutrino é detectado. Esse é o princípio básico por trás do novo detector Large Underground Xenon (LUX) que utilizará 272 kg de xenônio líquido suspenso em um tanque de 25 pés de altura de água pura. Se os WIMPs existirem além dos limites da teoria, espera-se que essas partículas maciças com interação fraca colidam de frente com um átomo de xenônio e, como seus primos leves, emitam um lampejo de luz.
Robert Svoboda e Mani Tripathi, professores da UC Davis, garantiram US $ 1,2 milhão em financiamento da National Science Foundation (NSF) e do Departamento de Energia dos EUA para o projeto (este é 50% do total necessário). Quando comparado com o Large Hadron Collider (LHC) que custa bilhões de euros para ser construído, o LUX é um projeto altamente econômico, considerando o escopo do que ele pode descobrir. Caso exista evidência experimental de uma interação WIMP, as consequências serão enormes. Poderemos começar a entender as origens dos WIMPs e sua distribuição à medida que a Terra varre o possível halo de matéria escura que é indiretamente observado na Via Láctea.
Detectando matéria escura "seria o maior negócio desde a descoberta da antimatéria na década de 1930.”- Professor Mani Tripathi, co-investigador do LUX, UC Davis.
A mina de ouro em Dakota do Sul foi fechada em 2000 e em 2004 os trabalhos começaram a transformar o local em um laboratório subterrâneo. O LUX será o primeiro grande experimento a ser alojado lá. Espera-se que a instalação comece no final do verão, depois que a água for bombeada para fora da mina.
Fonte original: UC Davis News
