LUX znajdzie ciemność

Eksperyment LUX ma znaleźć cząstki ciemnej materii zamieszkujące wszechświat. Jeżeli to się uda, będzie naukowy przełom. Na razie odpowiednią aparaturę umieszczono... głęboko pod ziemią.

LUX nie jest pierwszą próbą złapania nieuchwytnego, ale nie ma wątpliwości, że próbą najbardziej zaawansowaną. Ciemna materia to coś, czego naukowcy nie widzą, ale wiedzą, że istnieje. Albo inaczej, wszystko wskazuje na to, że istnieje. Szybka analogia: jeżeli położymy na blacie magnes, na nim kartkę papieru, a na kartkę wysypiemy opiłki żelaza, ułożą się one w charakterystyczny wzór. Każdy (nie tylko naukowiec, ale także uczeń gimnazjum) patrząc na ten wzór, dojdzie do prostego wniosku. Choć go nie widać, pod kartką musi leżeć magnes. Skąd to wiadomo? Bo widać efekt jego działania. Dokładnie na takiej samej zasadzie badacze (tutaj uczeń gimnazjum już nie ma szans) wnioskują na temat ciemnej materii (i ciemnej energii, ale to trochę inny temat). Nie widzą jej, ale widzą efekt jej działania. Tak jak opiłki układają się w pewne wzory pod wpływem pola magnetycznego, tak gwiazdy i galaktyki układają się w pewne wzory pod wpływem pola grawitacyjnego.

W „Gościu” wielokrotnie pisaliśmy o rewolucyjnych odkryciach Very Rubin, która jako młoda doktorantka przewróciła astrofizykę do góry nogami. Zauważyła ona, że gwiazdy w galaktyce powinny poruszać się po zupełnie innych torach, niż się poruszają. Można było założyć, że prawa przyrody dla gwiazd działają inaczej niż prawa przyrody u nas, na Ziemi, ale to założenie jest dosyć karkołomne. Chociażby dlatego, że zarówno cała historia nauki, jak i wiele pomiarów, które są od siebie niezależne, wskazują, że prawa przyrody są uniwersalne.

Co widać, a co jest?

Galaktyki rozsypałyby się, gdyby składały się tylko z tych obiektów, które widać, czyli tylko z gwiazd. Musi tam być coś, co ma masę, jest źródłem grawitacji, ale czego nie widać. Coś, co swoją grawitacją spina galaktyki i gromady galaktyk w całości. Może to neutrina, może planety, może mgławice albo wygasłe gwiazdy? Tak, takie obiekty znajdują się we wszechświecie, ale jest ich za mało. One nie mogą być tą tajemniczą materią, która trzyma cały wszechświat w garści. W tym czasie obliczono, że brakująca masa (i energia) to ponad 90 proc. całego wszechświata. Innymi słowy, to co widać, to kilka procent tego, co jest. Czy to nie intrygujące? Próby zbadania ciemnej materii podjęto niemalże natychmiast po tym, jak pojawiła się ona na (naukowej) scenie. Na razie nic konkretnego nie stwierdzono. Są pomysły, są podejrzenia, ale nikt nikogo (niczego) za rękę nie złapał. Po raz kolejny potwierdza się pewien paradoks. Najtrudniej wykryć to, czego wszędzie jest (powinno być) pełno. Ciemna materia musi nas otaczać. Ona nie jest pozlepiana w większe struktury. Ona raczej przypomina wszechogarniającą mgłę. Mgłę maleńkich kropelek (cząstek), które choć mają tak ogromny wpływ na kształt wszechświata, wciąż są nieuchwytne.

Im głębiej, tym ciemniej

Detektor LUX (Large Underground Xenon Detector) to beczka zawierająca 370 kg ciekłego ksenonu, otoczona masą detektorów. Efektem przejścia przez pojemnik z ksenonem cząstki ciemnej materii (jednym ze składników mają być tzw. WIMP-y) ma być błysk światła, który natychmiast będzie zarejestrowany przez urządzenia badawcze. – Jeśli ciemna materia istnieje i jeśli oddziałuje w taki sposób, jak sądzimy, to naprawdę powinniśmy to zaobserwować – powiedział dr Chamkaur Ghag z University College w Londynie, pracujący przy LUX. Dlaczego w pojemniku jest ksenon? Bo to pierwiastek, który nie oddziałuje chemicznie. Jest chemicznie bardzo bierny. W efekcie można mieć pewność, że zaobserwowane zjawiska będą pochodziły tylko i wyłącznie z oddziaływań z przelatującymi cząstkami. A dlaczego cały detektor umieszczono 1,5 km pod ziemią? Cząstek, które mogą powodować błyski światła jest bardzo dużo. Ale żadne z nich nie są w stanie przebić się przez 1,5 km skał. Z teorii wynika, że cząstki ciemnej materii powinny to potrafić. I tak detektor LUX umieszczono w dawnej kopalni złota, w miejscowości Lead w Południowej Dakocie w Stanach Zjednoczonych.

«« | « | 1 | 2 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

  • 0987
    21.12.2013 08:43
    A jeśli prawa przyrody w innych miejscach, poza naszym Układem Słonecznym, są inne? Przecież nikt tam nie wysłał żadnej sondy do pomiaru tych wartości. Więc twierdzenie, iż wszędzie, poza naszym Układem Słonecznym, prawa przyrody są takie same- to hipoteza.
  • Solidarny
    22.12.2013 22:37
    Obserwujemy przez teleskopy i radioteleskopy światło i fale elektromagnetyczne przybywające z bardzo dużych odległości (ponad 13 miliardów lat świetlnych). Linie widmowe atomów są takie same, jak na Ziemi. Podobnie inne własności materii (np. grawitacja). Stąd wniosek, że prawa przyrody są tam takie same. Na razie nie mamy pewnego dowodu doświadczalnego, że jest inaczej.
Dodaj komentarz
Gość
    Nick (wymagany lub )

    Ze względów bezpieczeństwa, kiedy korzystasz z możliwości napisania komentarza lub dodania intencji, w logach systemowych zapisuje się Twoje IP. Mają do niego dostęp wyłącznie uprawnieni administratorzy systemu. Administratorem Twoich danych jest Instytut Gość Media, z siedzibą w Katowicach 40-042, ul. Wita Stwosza 11. Szanujemy Twoje dane i chronimy je. Szczegółowe informacje na ten temat oraz i prawa, jakie Ci przysługują, opisaliśmy w Polityce prywatności.

    Autopromocja