İtalya’daki Apennine bölgesinde bir dağın derinliklerinde, karmaşık bir aygıt, evrenin karanlık maddesini arıyor. Massachusetts Üniversitesi fizik öğrencileri, DarkSide-50 dedektörünün en son keşfinin çok önemli bir parçasını oluşturuyorlar.
Fizik profesörü Andrea Pocar ve öğrencileri, 2009 yılında uluslararası bir koalisyon tarafından oluşturulan ve İtalya’nın Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı’nda bulunan DarkSide-50’nin önemli bileşenlerinden biri olan bir sistem tasarladılar.
Karanlık madde, yerçekimsel etkilerinden anlaşılabilmektedir ancak fizikçiler onu tanımlamakta büyük zorluk çekmektedirler. Bu yüzden onu tespit etmenin yeni yollarını bulmak zorundadırlar.
DarkSide-50, karanlık maddeyi oluşturduğu düşünülen partikülleri çekmek için küçük bir argon gazı cebine sahip bir sıvı argon teknesini kullanır. Sıvı argon, karanlık madde partikülleri için hedef iken, gaz cebi, ortaya çıkan sinyali yükseltmede etkilidir. Argon çekirdeği, karanlık madde sinyallerini taklit eden ortam radyoaktivitesinden koruyan büyük miktarda temiz sintilasyon sıvısı ile çevrelenir. Parçacık bir argon atomunun çekirdeğine çarptığı zaman üretilen ışığın parıltısı, araştırmacılar için doğru yolda olduklarını gösteren bir işarettir.
Yüksek lisans öğrencisi Alissa Monte, ışığın toplanmasının daha az verimli olduğu, şarjın tuzağa düşebileceği veya olayların etkileriyle enerji kaybettiği detektörün sınırlarında meydana gelen olayları araaktadır. Bu daha az “ideal” bölgelerdeki çalışmaları, ve araştırmacıların tüm dedektörün davranışını anlamalarına yardımcı oluyor.
Karanlık maddeyi gözlemleyebilmek çok zor bir süreçtir. “Karanlık maddeyi görmek istiyorsak, tamamen yeni bir sinyal gözlemlemeliyiz” diye açıklıyor Pocar. “Her şeyde radyoaktivite var. Bu yüzden dedektörünüzde bu sinyallerin neye benzediğini ve karanlık madde olarak nasıl maskelenebileceğini bilmek zorundasınız.”
Alissa Monte, çalışmasını UCLA’daki Dark Matter 2018 sempozyumunda sundu ve burada Pocar ekibinin geri kalanı, enstrümanın karanlık madde ilkelerinin belirli bir sınıfı için yüksek hassasiyetine dair ilk raporunu verdi.
Pocar, “Şu anda belirli bir kütle aralığında çalışan herhangi bir denemeden daha duyarlı sonuçlar elde ettiğimiz ortaya çıktı”. “Güçlü kanıtlar arayan ancak hiçbir şey bulamayan sınırları zorlayan ve yıllarca süren araştırmalar var. İnsanlar sorgulamaya başladı ancak belkide aramak için doğru yer değildi. İşte biz burada birkaç deneme ile sinyallerin görülmeye başladığı bu deneyle geliyoruz.”
Ekip şimdi dedektörün arka plan çalışma şeklini mükemmel bir şekilde anladı. Pocar, “Kimse bu düşük kütleli karanlık madde hakkında bir şey söylememizi beklemiyordu ancak dünyadaki en iyi hassasiyeti belirliyoruz” diyor.
Kaynak: https://www.bizsiziz.com/invisible-dark-matter/
https://phys.org/news/2018-08-invisible-dark.html
Çeviri: Figen Berber