Gennembrud i eksperimentet med mørkt stof: Münster-teknologi i brug!

Gennembrud i eksperimentet med mørkt stof: Münster-teknologi i brug!

Udfordringerne i moderne fysik er forskellige, men søgen efter mørkt stof er en af ​​de største. Mørkt stof udgør omkring 85 procent af stoffet i universet, men er indtil videre forblevet uden direkte beviser. Men at finde de hypotetiske partikler, der kan være ansvarlige for mørkt stof, kræver banebrydende teknologier. Universitetet i Münster har en bemærkelsesværdig udvikling at vise i denne sammenhæng: et destillationssystem, der bruges i eksperimentet med mørkt stof "XENONnT" i Gran Sasso underjordiske laboratorium i Italien. Ligesom universitetet i Münster rapporteret, er målet med denne teknik at detektere ekstremt sjældne partikelinteraktioner, der kunne give information om beskaffenheden af ​​mørkt stof.

Fokus for denne innovative teknologi er reduktion af radon-radioaktivitet. Radon er en radioaktiv gas, der skaber uønskede interferenssignaler i detektorer, hvilket gør det svært at måle de signaler, du leder efter. For at modvirke dette udviklede et hold ledet af prof. Dr. Christian Weinheimer fra universitetet i Münster et kryogent destillationssystem, der reducerer radonkoncentrationen i detektoren til spektakulære 430 radonatomer pr. ton flydende xenon. Denne værdi er en milliard gange lavere end den naturlige radioaktivitet i menneskekroppen, hvilket væsentligt forbedrer kvaliteten af ​​målingerne. Højt MS nuværende Interferenssignalerne forårsaget af radon er nu så sjældne, at de kan sammenlignes med interferensen fra neutrinoer fra solen.

Teknologiske landvindinger og internationalt samarbejde

Strukturen af ​​XENONnT-detektoren er blevet optimeret for at sikre en fremragende renhed af den anvendte flydende xenon. Detektoren arbejder ved omkring minus 95 grader Celsius og indeholder 8,5 tons xenon. Brugen af ​​ultrarene materialer reducerer interferenssignaler markant, hvilket gør dette projekt til en pioner inden for forskning i mørkt stof. Samtidig åbner den udviklede teknologi nye perspektiver for større, mere følsomme detektorer, som det planlagte flydende xenonobservatorium XLZD, der skal arbejde med ti gange så meget xenon. Disse teknologiske milepæle blev understøttet af internationale samarbejder, hvor også tyske forskningsinstitutioner spiller en rolle. Forskningen modtager støtte fra European Research Council (ERC) og Federal Ministry for Research, Technology and Space.

Udover hardwareudvikling undersøges også softwareløsninger til at kontrollere uønsket baggrundsstøj i forsøgene. Forskere arbejder på algoritmer, der kan identificere radonhændelser og dermed bevare dataintegriteten. Mens XENON1T-eksperimentet har opnået indledende succes i denne retning, som i en Artikler om Radon wallpapers nævnt, vil det efterfølgende XENONnT-eksperiment være endnu mere effektivt til at reducere radongassen på grund af dets forbedringer af detektordesignet.

Sammenfattende øger fremskridtene med at reducere radoninterferens i XENONnT-eksperimentet ikke kun målenøjagtigheden, men lægger også grundlaget for fremtidige gennembrud inden for forskning i mørkt stof. Med de nye tekniske løsninger tager forskere ved universitetet i Münster et væsentligt skridt nærmere en bedre forståelse af universet.