Експеримент розпочався. Учені "зарилися" під землю, щоб розкрити велику загадку Всесвіту (фото)

Фізики поки що не до кінця розуміють, що собою являє темна матерія, яка становить 83% всієї матерії Всесвіту. Але за допомогою резервуара, заповненого ксеноном і розташованого майже за півтора кілометра під землею в штаті Південна Дакота, США, вчені сподіваються зрозуміти, що таке темна матерія насправді. Про новий експеримент розповів фізик Г'ю Ліппінкотт із Каліфорнійського університету, США, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вважається, що темна матерія відповідає за більшу частину гравітаційного тяжіння у Всесвіті, а також дає змогу формуватися галактикам і відповідальна за їхній рух. Оскільки Земля у складі Сонячної системи обертається навколо центру нашої галактики, то вона проходить через гало з темної матерії, що оточує Чумацький Шлях.

"Одна з основних теорій свідчить, що темна матерія складається з абсолютно нового типу елементарних частинок, які називаються слабко взаємодіючі масивні частинки або вімпи. У цих частинок є маса і вони гравітаційно взаємодіють з іншими частинками, але що стосується інших сил природи, то ці частинки або слабо, або взагалі дуже рідко взаємодіють зі звичайною матерією. Теоретично ці вімпи пролітають крізь Землю і залишилося їх тільки виявити", — каже Ліппінкотт.

Вчені створили експериментальну програму, щоб спробувати виявити рідкісні взаємодії між вімпами і звичайними атомами. Але на поверхні Землі ми постійно оточені низькими рівнями випромінювання, що виходять від урану і торію, а також від космічних променів. Тому було побудовано чутливий підземний детектор, щоб він міг зафіксувати наявність частинок темної матерії.

Детектор під назвою LUX-ZEPLIN цього року був розміщений на глибині 1,5 км під землею в штаті Південна Дакота. Це великий резервуар, наповнений 10 тоннами рідкого ксенону. Коли частинки проходять через детектор, то вони стикаються з атомами ксенону. У результаті з'являється спалах світла і звільняються електрони. У детекторі створюється електричне поле, яке виштовхує електрони на поверхню рідини. Коли вони виходять на поверхню, то прискорюються іншим електричним полем, і це призводить до появи ще одного спалаху світла. Спеціальні датчики фіксують обидва спалахи і це дає змогу вченим зрозуміти, яка взаємодія між частинками та ксеноном відбулася.

"Центральний детектор знаходиться всередині двох інших детекторів. Вони вловлюють радіоактивність на шляху всередину або назовні центральної ксенонової камери. Оскільки взаємодії частинок темної матерії відбуваються дуже рідко, то така частинка буде взаємодіяти тільки один раз. Якщо ж взаємодій більше, то це точно не вімпи", — каже Ліппінкотт.

За результатами двох місяців роботи детектора досі жодна взаємодія не була спричинена темною матерією. Але вчені вважають, що детектор ще зможе знайти частинки загадкової темної матерії, адже фізики отримали багато нових даних, які мають у цьому допомогти.

Фокус уже писав про те, що дивну поведінку деяких зірок можна пояснити поки що тільки альтернативною теорією гравітації, як показує нове дослідження. Таким чином нове відкриття не узгоджується з теоріями Альберта Ейнштейна та Ісаака Ньютона.

Також Фокус писав про те, що вчені вперше виявили новий вид хімічної реакції, яка теоретично повинна була існувати.