LUX: Δεν βρέθηκαν ίχνη Σκοτεινής Ύλης από την έρευνα

Τα αποτελέσματα του πειράματος LUX δημοσιεύθηκαν- και είναι αρνητικά: κανένα σήμα σκοτεινής ύλης δεν έχει εντοπιστεί από τον ιδιαίτερα ευαίσθητο ανιχνευτή του πειράματος. Αυτή μπορεί είναι μια κανονική μέρα για εμένα και εσάς, αλλά είναι κάπως ζοφερή για αυτούς που περίμεναν πως το νιουτραλίνο θα είναι το πρώτο υπερσυμμετρικό σωματίδιο που θα βρεθεί εκεί και θα εξαργυρώσει δεκαετίες προσπαθειών.

Πέρα από αυτά τα σχόλια βέβαια, το πείραμα είναι ένα πραγματικό τεχνολογικό θαύμα. Ευρισκόμενο ένα μίλι κάτω από την επιφάνεια της γης στο Stanford Laboratory, είναι μία δεξαμενή προστατευμένη από το νερό η οποία περιέχει 250 kg υγρού ξένον ως δραστική ουσία. Η τοποθέτηση του βαθιά κάτω από τη γη, σε συνδυασμό με την εκπληκτική καθαρότητα του ξένον και υψηλή αποτελεσματικότητα της ανίχνευσης ανακρούσεων ηλεκτρονίων (electron recoil detection), εγγυάται μία υψηλή ευαισθησία στο ασθενές σήμα των νιουτραλίνος, ή οποιουδήποτε άλλου ουδέτερου, ασθενώς αλληλεπιδρώντος σωματιδίου το οποίο μπορεί να αποτελεί τη σκοτεινή ύλη.

Η έρευνα περιγράφηκε, μαζί με διάφορες τεχνικές λεπτομέρειες, ωραίες εικόνες και περίπλοκα διαγράμματα, σε μία ομιλία που δόθηκε σήμερα (30/10/2013) από τους εκπροσώπους τύπου του πειράματος, Rick Gaitskell και Dan McKinsey. Μπορείτε να βρείτε τις διαφάνειες εδώ.

Παρουσίασαν επίσης και ένα προσχέδιο ενός άρθρου για το Physical Review Letters, το οποίο και κατέβασαν από το διαδίκτυο πολύ γρήγορα. Το απόσπασμα παρόλα αυτά είχε ως εξής:

«Το Large Underground Xenon (LUX) πείραμα, ένας dual-phase xenon time-projection chamber που λαμβάνει χώρα στο Sanford Underground Research Facility (Lead, South Dakota), ψύχθηκε και γέμισε τον Φεβρουάριο του 2013. Εκθέτουμε εδώ τα αποτελέσματα από το πρώτο σύνολο δεδομένων της έρευνας για WIMP, που ελήφθη από τον Απρίλιο του 2013 μέχρι τον Αύγουστο του ιδίου έτους, παρουσιάζοντας την ανάλυση δεδομένων 85.3 ημερών λειτουργίας με έναν fiducial όγκο 118 kg. Μία profile-likelihood analysis technique δείχνει πως τα δεδομένα μας είναι συνεπή με την background-only υπόθεση, επιτρέποντας να τεθεί επίπεδο εμπιστοσύνης 90% στο spin-independent WIMP-nucleon elastic scattering με ένα ελάχιστο άνω φράγμα της ενεργού διατομής στα 7.6 × 10−46 cm^2 για WIMP μάζα στα 33 GeV/c^2. Βρίσκουμε πως τα δεδομένα του LUX είναι σε ισχυρή ασυμφωνία με τις ερμηνείες των αποτελεσμάτων, πρόσφατων πειραμάτων άμεσης ανίχνευσης, ως low-mass WIMP σήματα.»

Ο ανιχνευτής του LUX. Εικόνα από Lawrence Berkeley Lab

Έτσι, λοιπόν, το LUX παρά το ότι φτάνει σε πολύ μικρές ενεργές διατομές, δεν μπορεί να βρει κάποια ένδειξη για νιουτραλίνος να διαχύνονται στο σύμπαν και να χτυπούν τα άτομα ξένον του ανιχνευτή. Αυτό δεν με χαροποιεί- θα ήμουν πολύ χαρούμενος όπως πιθανότατα και εσείς εάν βρίσκαμε στοιχεία Υπερσυμμετρίας είτε στις WIMP-matter αλληλεπιδράσεις είτε στα δεδομένα των συγκρούσεων στον LHC, οπότε το αποτέλεσμα δεν είναι ευπρόσδεκτο. Ωστόσο, επιβεβαιώνει την πίστη μου πως η Υπερσυμμετρία δεν αποτελεί την εξήγηση της συγκρότησης της ύλης στο σύμπαν, όπως επίσης και ότι δεν είναι μία λύση στο Πρόβλημα Ιεραρχίας (hierarchy problem).

Ο ανιχνευτής τέθηκε σε πλήρη εφαρμογή τον Απρίλιο αυτού του έτους και τα αποτελέσματα βασίζονται στους τρεις πρώτους μήνες συλλογής δεδομένων. Θα εξακολουθήσει να λειτουργεί για ένα χρόνο το 2014.

Αρχικό άρθρο:
http://www.science20.com/quantum_diaries_survivor/lux_no_dark_matter_sensitive_direct_search-123473
30/10/2013

Μπορείτε να δείτε το paper από το LUX εδώ:
http://lux.brown.edu/papers/LUX_First_Results_2013.pdf

About qdsgreek

Greek version of "A Quantum Diaries Survivor" blog
This entry was posted in Πείραμα and tagged , . Bookmark the permalink.

Μία απάντηση στο LUX: Δεν βρέθηκαν ίχνη Σκοτεινής Ύλης από την έρευνα

  1. Ο/Η qdsgreek λέει:

    Ευχαριστώ για αυτά τα νέα άρθρα Υιάννι!
    Τ.

    Μου αρέσει!

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s