LUX-ZEPLIN: Nastupuje nejcitlivější detektor pro lov temné hmoty  
Detektory temné hmoty LUX a ZEPLIN nechytily žádné WIMPy, kandidáty na temnou hmoty, pokud ji tvoří relativně hmotné a přitom netečné částice. Teď dostal šanci jejich nástupce LUX-ZEPLIN, který v podzemí Jižní Dakoty spoléhá na 7 tun ultračistého kapalného xenonu. Bude to stačit k úspěchu?
Srdce experimentu LUX-ZEPLIN. Nádrž na 7 tun xenonu. Kredit: Matthew Kapust.
Srdce experimentu LUX-ZEPLIN. Nádrž na 7 tun xenonu. Kredit: Matthew Kapust.

I v horkém létě 2022 je temná hmota stále jen přízrakem. Stále se domníváme, že ve vesmíru je spousta hmoty, kterou nevidíme. A stále netušíme, co je zač. Do lovu na temnou hmotu vstoupil doposud nejcitlivější detektor WIMPů (Weakly interacting massive particles), čili částic temné hmoty, pokud by byla temná hmota tvořena velmi hmotnými a přitom jen velmi slabě interagujícími částicemi. Což samozřejmě nevíme.

 

Vnější detektory experimentu LUX-ZEPLIN, které hlídají částice běžné hmoty. Kredit: Matthew Kapust.
Vnější detektory experimentu LUX-ZEPLIN, které hlídají částice běžné hmoty. Kredit: Matthew Kapust.

Experiment s honosně znějícím názvem LUX-ZEPLIN je pokračovatelem předcházejících experimentů stejného typu, které se jmenovaly LUX a ZEPLIN. A byly neúspěšné, řečeno bez obalu. Nový experiment je ale přinejmenším 50krát citlivější na případné signály přítomnosti částic temné hmoty než jeho předchůdci.

 

Pokud WIMPy existují, proplouvají vesmírem jako žiletky máslem. Projdou planetou jako nic. S částicemi běžné hmoty se zapletou jedině díky gravitaci a slabé fyzikální síle. Když k tomu ale ve vzácném případě dojde, WIMP se srazí s jádrem běžné hmoty a vznikne signál, který je možné s vhodným vybavením detekovat.

 

Logo experimentu LZ. Kredit: Imperial College London.
Logo experimentu LZ. Kredit: Imperial College London.

Experiment LUX-ZEPLIN to umí. Oproti experimentům LUX a ZEPLIN má podstatně větší nádrž na ultračistý kapalný xenon, který by měl být výborný na detekci WIMPů. Pojme ho asi 7 tun, což výrazně zvyšuje citlivost detektoru. LUX-ZEPLIN je umístěný asi 1,5 kilometru, v podzemí amerického výzkumného zařízení Sanford Underground Research Facility v Jižní Dakotě.

 

Samotný detektor je ještě obklopený množstvím vody. Takto chráněný je kvůli tomu, aby ho co nejméně zasahovaly částice běžné hmoty, které mohou vyvolat falešně pozitivní signály, jako jsou například neutrony. Falešné signály odhalují i detektory rozmístěné kolem samotného detektoru LUX-ZEPLIN. Jejich úkolem je upozornit na průlet částice „normální“ hmoty, aby vědci nejásali předčasně.

 

LUX-ZEPLIN má za sebou zkušební provoz, během něhož pracovat 60 dní, počínaje prosincem 2021. Nenašel nic. Experti se utěšují tím, že je to teprve začátek. Experiment má před sebou asi tisíc dní sběru dat, pokud nedojde k něčemu nečekanému. Uvidíme, jak si povede.

 

Video: Dark Matter Hunt with LUX-ZEPLIN (LZ)

 

Video: LUX-ZEPLIN inner detector transported nearly a mile underground

 

Literatura

New Atlas 12. 7. 2022.

Datum: 16.07.2022
Tisk článku

Související články:

Temná hmota pokořila grandiózní detektor LUX     Autor: Stanislav Mihulka (23.08.2016)
Detektor temné hmoty pozoroval nejvzácnější událost v historii vědy     Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2019)
Experiment XENON1T lovil temnou hmotu a možná chytil temnou energii     Autor: Stanislav Mihulka (17.09.2021)



Diskuze:

Není :-)

Richard Kocman,2022-07-16 22:38:17

Gravitace jako entropický emergentní jev...

Viz např. Verlindeho gravitace:

https://www.osel.cz/9172-nova-teorie-entropicke-gravitace-uspesne-prosla-prvnim-testem.html

https://www.aldebaran.cz/bulletin/2018_22_ver.php

Odpovědět


Re: Není :-)

Petr Grofino,2022-07-19 06:22:32

Verlindeho teorie gravitace je obdobou teorie QI od https://twitter.com/memcculloch?t=gyeEdEjuP7lRR5cLT3SfIA&s=09
Jen ten ji rozvíjí dále a není jen teoretik. Snaží se o realizaci pohonu na základě QI.

Odpovědět

Je několik věcí,

Pavel Nedbal,2022-07-16 12:57:50

které musí platit všude: zákony zachování (také úbytek centrálního působení se čtvercem vzdálenosti, resp. s přírůstkem plochy), ekvivalence nezi hmotou a energií. Vše ostatní je šarlatánství. Příroda JE matematická.

Odpovědět


Re: Je několik věcí,

Pavel K2,2022-07-17 16:55:00

V obecné rovině máte jistě pravdu, ale například silná síla určitě od centrálního působení neubývá se čtvercem vzdálenosti ani s přírůstkem plochy, u slabé to taky hapruje.
A příroda ve skutečnosti není jednoduše matematická. Např. pokud byste chtěl takovou jednoduchou věc jako pohyb automobilu vyjádřit matematicky, budete muset k "základním" vzorečkům přidávat složité korekce pro tření a odpor vzduchu, které nakonec budou jen přiblížením realitě. Analyticky to přesně nespočítáte, numericky s odřenýma ušima.

Odpovědět


Re: Je několik věcí,

Petr Mikulášek,2022-07-17 18:01:45

Není. Příroda se chová přirozeně a matematika je lenom lidská abstrakce. A má svoje meze, který je potřeba znát:

1) Sestavená rovnice je jenom tak dobrá, jak dobře chápeme, co chceme popsat.
2) V praxi hodně věcí neumíme ani spočítat analyticky a jede se numericky. Zvlášť u iracionálních čísel to vlivem zaokrouhlování může ustřelit kdoví kam.
3) Často je soustava moc složitá a řeší se to stylem "při zanedbání ... s chybou 10%".
4) Často se používá i interpolace / aproximace a klidně se může stát, že někdo použil polynom místo jiné funkce, sedne mu to na nějakým rozsahu dat a dává to uspokojinv výsledky. Ale jak vyleze mimo tento rozsah, může mu ten aproximační polynom "hodit vlnu", změnit směr,...

V praxi máme problém i se stanovením vlivu tří pohybujících se těles navzájem. To se takhle vezme 10 let pozorování galaxie vzdálené 100 000 ly, aproximuje se z toho pohyb hvězd v ní na 10 000 000 000 let, narve se to do rovnice odvozené pro naše okolí do desítek světelných hodin, zanedbá se vliv třeba magnetických polí nebo případný elektrický náboj hvězd, nechá se to numericky přechroupat se zaokrouhlováním v každým kroku a když to náhodou nesedne, zavede se neznámý druh hmoty / energie... Jnou indicii pro její existenci, než ustřelený rovnice, totiž nemáme.

Odpovědět


Re: Re: Je několik věcí,

Petr Grofino,2022-07-19 06:27:47

Přesně popsáno. Náš přesný svět je plný nepresností. Navic Verlinde je opravdu chytrý chlap.
Hon za temnou hmotou je to samé jako hon za éterem.

Odpovědět

Nenajdou nic

Petr Mikulášek,2022-07-16 07:16:12

Temná hmota existuje jenom jako doplněk blbě sestavených rovnic, který nevycházely. Pokud blbě sestavím rovnici, kterou chci spočítat, kolik můžu utratit za dovolenou, neznamená to, že se na téhle planetě zázračně objeví destinace snů, která ještě bude můj pobyt dotovat.

Odpovědět


Re: Nenajdou nic

Petr Grofino,2022-07-19 06:35:09

Jak ukazuje Vaclav Vavryčuk z fridmanovy rovnice:
https://youtu.be/1oER7qUYXgk a pokusu Libora Neumana měření tlaku světla na hmotu.
Neříkám, že kosmologové byli 100 hlupáci s berličkou, ale tak nejak to k tomu spěje.

McCulloch, Vavryčuk, Verlinde a další by meli dát hlavy dohromady. Každý temnou hmotu a gravitaci popisuje z trochu jiného pohledu.

Odpovědět


Re: Nenajdou nic

Petr Grofino,2022-07-19 06:35:10

Jak ukazuje Vaclav Vavryčuk z fridmanovy rovnice:
https://youtu.be/1oER7qUYXgk a pokusu Libora Neumana měření tlaku světla na hmotu.
Neříkám, že kosmologové byli 100 hlupáci s berličkou, ale tak nejak to k tomu spěje.

McCulloch, Vavryčuk, Verlinde a další by meli dát hlavy dohromady. Každý temnou hmotu a gravitaci popisuje z trochu jiného pohledu.

Odpovědět


Re: Re: Nenajdou nic

Petr Grofino,2022-07-19 06:36:21

Tedy temná hmota není.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace