Επανάσταση στο πείραμα της σκοτεινής ύλης: Η τεχνολογία Münster χρησιμοποιείται!

Επανάσταση στο πείραμα της σκοτεινής ύλης: Η τεχνολογία Münster χρησιμοποιείται!

Οι προκλήσεις της σύγχρονης φυσικής είναι ποικίλες, αλλά η αναζήτηση για τη σκοτεινή ύλη είναι μια από τις μεγαλύτερες. Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85 τοις εκατό της ύλης στο σύμπαν, αλλά μέχρι στιγμής έχει παραμείνει χωρίς άμεσες ενδείξεις. Ωστόσο, η εύρεση των υποθετικών σωματιδίων που θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνα για τη σκοτεινή ύλη απαιτεί τεχνολογίες αιχμής. Το Πανεπιστήμιο του Münster έχει να επιδείξει μια αξιοσημείωτη εξέλιξη σε αυτό το πλαίσιο: ένα σύστημα απόσταξης που χρησιμοποιείται στο πείραμα της σκοτεινής ύλης «XENONnT» στο υπόγειο εργαστήριο Gran Sasso στην Ιταλία. Όπως το Πανεπιστήμιο του Münster αναφέρθηκε, ο στόχος αυτής της τεχνικής είναι να ανιχνεύσει εξαιρετικά σπάνιες αλληλεπιδράσεις σωματιδίων που θα μπορούσαν να παρέχουν πληροφορίες για τη φύση της σκοτεινής ύλης.

Το επίκεντρο αυτής της καινοτόμου τεχνολογίας είναι η μείωση της ραδιενέργειας του ραδονίου. Το ραδόνιο είναι ένα ραδιενεργό αέριο που δημιουργεί ανεπιθύμητα σήματα παρεμβολής στους ανιχνευτές, καθιστώντας δύσκολη τη μέτρηση των σημάτων που αναζητάτε. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Dr. Αυτή η τιμή είναι ένα δισεκατομμύριο φορές χαμηλότερη από τη φυσική ραδιενέργεια του ανθρώπινου σώματος, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα των μετρήσεων. Μεγαλόφωνος ρεύμα MS Τα σήματα παρεμβολής που προκαλούνται από το ραδόνιο είναι τώρα τόσο σπάνια που είναι συγκρίσιμα με την παρεμβολή που προκαλούν τα νετρίνα από τον ήλιο.

Τεχνολογικές ανακαλύψεις και διεθνής συνεργασία

Η δομή του ανιχνευτή XENONnT έχει βελτιστοποιηθεί για να εξασφαλίζει εξαιρετική καθαρότητα του υγρού xenon που χρησιμοποιείται. Ο ανιχνευτής λειτουργεί στους μείον 95 βαθμούς Κελσίου και περιέχει 8,5 τόνους xenon. Η χρήση εξαιρετικά καθαρών υλικών μειώνει σημαντικά τα σήματα παρεμβολών, καθιστώντας αυτό το έργο πρωτοπόρο στην έρευνα της σκοτεινής ύλης. Ταυτόχρονα, η ανεπτυγμένη τεχνολογία ανοίγει νέες προοπτικές για μεγαλύτερους, πιο ευαίσθητους ανιχνευτές, όπως το προγραμματισμένο παρατηρητήριο υγρού xenon XLZD, το οποίο θα λειτουργεί με δεκαπλάσια ποσότητα xenon. Αυτά τα τεχνολογικά ορόσημα υποστηρίχθηκαν από διεθνείς συνεργασίες στις οποίες διαδραματίζουν ρόλο και γερμανικά ερευνητικά ιδρύματα. Η έρευνα λαμβάνει υποστήριξη από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (ERC) και το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Έρευνας, Τεχνολογίας και Διαστήματος.

Εκτός από την ανάπτυξη υλικού, λύσεις λογισμικού για τον έλεγχο του ανεπιθύμητου θορύβου περιβάλλοντος διερευνώνται επίσης στα πειράματα. Οι ερευνητές εργάζονται σε αλγόριθμους που μπορούν να αναγνωρίσουν συμβάντα ραδονίου και έτσι να διατηρήσουν την ακεραιότητα των δεδομένων. Ενώ το πείραμα XENON1T σημείωσε αρχική επιτυχία προς αυτή την κατεύθυνση, όπως σε μία Άρθρα για ταπετσαρίες ραδονίου αναφέρθηκε, το επόμενο πείραμα XENONnT θα είναι ακόμη πιο αποτελεσματικό στη μείωση του αερίου ραδονίου λόγω των βελτιώσεων του στο σχεδιασμό του ανιχνευτή.

Συνοπτικά, η πρόοδος στη μείωση της παρεμβολής ραδονίου στο πείραμα XENONnT όχι μόνο αυξάνει την ακρίβεια των μετρήσεων, αλλά επίσης θέτει τα θεμέλια για μελλοντικές ανακαλύψεις στην έρευνα της σκοτεινής ύλης. Με τις νέες τεχνικές λύσεις, οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Münster κάνουν ένα σημαντικό βήμα πιο κοντά στην καλύτερη κατανόηση του σύμπαντος.