Nevyzařuje elektromagnetické záření a nikdo opravdu neví, co to je, ale to nezabránilo týmu evropských vědců ve vývoji zařízení, které vědci použijí k detekci a určení povahy temné hmoty, která tvoří 1 / 4 z hmoty našeho vesmíru.
Vědci z University of Zaragoza (UNIZAR) a Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, ve Francii) vypracovali předpoklady o povaze temné hmoty na základě teoretických studií a vyvinuli zařízení zvané „scintilační bolometer“, aby zjistili výsledek. interakce temné hmoty s materiálem uvnitř detektoru.
„Jednou z největších výzev dnešní fyziky je objevit skutečnou podstatu temné hmoty, kterou nelze přímo pozorovat - i když se zdá, že tvoří jednu čtvrtinu záležitosti vesmíru. Musíme se to pokusit odhalit pomocí prototypů, jako je ten, který jsme vyvinuli, “říká SINC Eduardo García Abancéns, výzkumník Laboratoře jaderné fyziky a astropartiků UNIZAR.
García Abancéns je jedním z vědců pracujících na projektu ROSEBUD (zkratka pro Vzácné objekty SEarch s Bolometers UndergrounD), mezinárodní iniciativa spolupráce mezi Institutem d'Astrophysique Spatiale (CNRS-University of Paris-South, ve Francii) a University Zaragozy, která se zaměřuje na lov temné hmoty v Mléčné dráze.
Vědci pracují na této misi v minulém desetiletí v podzemní laboratoři Canfranc v Huesce, kde vyvinuli různé kryogenní detektory (které pracují při teplotách blízkých absolutní nule:? 273,15 ° C). Nejnovější je „scintilační bolometr“, 46 gramové zařízení, které v tomto případě obsahuje krystalický „scintilátor“, který se skládá z bizmutu, klíčení a kyslíku (BGO: Bi4Ge3O12) a který funguje jako detektor temné hmoty.
Přirozeně, aby se postavil jakýkoli typ detektoru temné hmoty, museli vědci udělat nějaké předpoklady o povaze samotné temné hmoty. Technika detekce vyvinutá vědci je založena na řadě teoretických studií, které ukazují na částice zvané WIMP (Weakly Interactioning Massive Particles) jako hlavní složku temné hmoty.
„Tato detekční technika je založena na současném měření světla a tepla vytvářeného interakcí mezi detektorem a hypotetickými WIMP, které podle různých teoretických modelů vysvětlují existenci temné hmoty,“ vysvětluje García Abancéns.
Výzkumník vysvětluje, že rozdíl ve scintilaci různých částic umožňuje, aby tato metoda rozlišovala mezi signály, které by WIMP produkovaly, a ostatními produkovanými různými prvky záření pozadí (jako jsou alfa, beta nebo gama částice).
Aby bylo možné měřit minimální množství vyprodukovaného tepla, musí být detektor ochlazen na teploty blízké absolutní nule a bylo instalováno kryogenní zařízení, vyztužené olověnými a polyethylenovými cihlami a chráněno před kosmickým zářením, když je umístěno pod horou Tobazo. v podzemní laboratoři v Canfrancu.
"Nový scintilační bolometr byl skvělý a prokázal svou životaschopnost jako detektor v experimentech, které hledají temnou hmotu, a také jako gama spektrometr (zařízení, které měří tento typ záření) pro monitorování záření pozadí v těchto experimentech," říká García Abancény.
Scintilační Bolometer je v současné době v Orsay University Center ve Francii, kde tým pracuje na optimalizaci shromažďování světla zařízení a provádí pokusy s jinými krystaly BGO.
Tato studie, která byla nedávno zveřejněna v časopise Optical Materials, je součástí evropského projektu EURECA (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Cílem této iniciativy, na které se podílí 16 evropských institucí (včetně univerzity v Zaragoze a IAS), je postavit jednotunový kryogenický detektor a použít jej v příštím desetiletí k lovu temné hmoty vesmíru.
Zdroj: FECYT (Španělsko)
