Ne emitira elektromagnetsko zračenje i nitko zapravo ne zna o čemu se radi, ali to nije spriječilo tim europskih istraživača da razviju uređaj koji će znanstvenici koristiti za otkrivanje i određivanje prirode tamne materije koja sačinjava 1 / 4 mase našeg svemira.
Istraživači sa Sveučilišta u Zaragozi (UNIZAR) i Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, u Francuskoj), na temelju teorijskih studija izradili su pretpostavke o prirodi tamne materije i razvili uređaj nazvan "scintilirajući bolometar" kako bi otkrili rezultat interakcija tamne materije s materijalom unutar detektora.
„Jedan od najvećih izazova fizike danas je otkrivanje prave prirode mračne materije, koja se ne može izravno promatrati - iako se čini da čini četvrtinu svemira. Dakle, to moramo pokušati otkriti koristeći prototipove poput one koju smo razvili “, kaže za SINC Eduardo García Abancéns, istraživač iz UNIZAR-ove Laboratorije za nuklearnu fiziku i astro čestice.
García Abancéns jedan je od znanstvenika koji rade na projektu ROSEBUD (akronim za pretraživanje rijetkih objekata s Bolometers UndergrounD), međunarodnom suradnjom između Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS-University of Paris-South, u Francuskoj) i Sveučilišta Zaragoze, koji se fokusira na lov na tamnu tvar u Mliječnom putu.
Znanstvenici već desetljeće rade na ovoj misiji u podzemnom laboratoriju u Canfrancu, u Huesci, gdje su razvili razne kriogene detektore (koji djeluju na temperaturama blizu apsolutne nule:? 273,15 ° C). Najnoviji je „scintilirajući bolometar“, 46-gramski uređaj koji, u ovom slučaju, sadrži kristalni „scintillator“, sastavljen od bizmut-a, klica i kisika (BGO: Bi4Ge3O12), koji djeluje kao detektor tamne materije.
Naravno, da bi izgradili bilo koju vrstu detektora tamne materije, istraživači su morali napraviti neke pretpostavke o prirodi same tamne materije. Tehnika otkrivanja koju su razvili istraživači temelji se na brojnim teorijskim studijama koje ukazuju na čestice nazvane WIMP (slabo interaktivne masivne čestice) kao glavni sastojak tamne materije.
"Ova se tehnika detekcije temelji na istodobnom mjerenju svjetla i topline proizvedenih interakcijom između detektora i hipotetičkih WIMP-a koji, prema raznim teorijskim modelima, objašnjavaju postojanje tamne materije", objašnjava García Abancéns.
Istraživač objašnjava da razlika u scintilaciji različitih čestica omogućava ovoj metodi da razlikuje signale koje bi WIMP proizveli od ostalih proizvedenih od različitih elemenata pozadinskog zračenja (poput alfa, beta ili gama čestica).
Da bi se izmjerila minimalna količina proizvedene topline, detektor se mora ohladiti na temperature blizu apsolutne nule, a postavljen je kriogeni uređaj, ojačan olovnom i polietilenskom opekom i zaštićen od kozmičkog zračenja, smješten pod planinom Tobazo u podzemnoj laboratoriji Canfranc.
"Novi scintilacijski bolometar pokazao se izvrsno, dokazujući svoju održivost kao detektor u eksperimentima traženja tamne materije, a također i kao gama spektrometar (uređaj koji mjeri ovu vrstu zračenja) za praćenje pozadinskog zračenja u tim eksperimentima", kaže García Abancéns.
Svetleći bolometar trenutno se nalazi u Sveučilišnom centru Orsay u Francuskoj, gdje tim radi na optimizaciji skupljanja svjetlosti na uređaju i provodi ispitivanja s drugim BGO kristalima.
Ova studija objavljena nedavno u časopisu Optical Materials dio je europskog projekta EURECA (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Ova inicijativa u kojoj sudjeluje 16 europskih institucija (uključujući Sveučilište u Zaragozi i IAS) ima za cilj izgraditi jednotonski kriogeni detektor i koristiti ga u sljedećem desetljeću za lov na tamnu tvar Svemira.
Izvor: FECYT (Španjolska)
