Revoluție în experimentul materiei întunecate: tehnologia Münster în uz!

Revoluție în experimentul materiei întunecate: tehnologia Münster în uz!

Provocările fizicii moderne sunt diverse, dar căutarea materiei întunecate este una dintre cele mai mari. Materia întunecată reprezintă aproximativ 85% din materia din univers, dar până acum a rămas fără dovezi directe. Cu toate acestea, găsirea particulelor ipotetice care ar putea fi responsabile pentru materia întunecată necesită tehnologii de ultimă oră. Universitatea din Münster are de arătat o dezvoltare remarcabilă în acest context: un sistem de distilare care este utilizat în experimentul de materie întunecată „XENONnT” din laboratorul subteran Gran Sasso din Italia. Ca și Universitatea din Münster raportat, scopul acestei tehnici este de a detecta interacțiuni extrem de rare cu particule care ar putea oferi informații despre natura materiei întunecate.

Accentul acestei tehnologii inovatoare este reducerea radioactivității radonului. Radonul este un gaz radioactiv care creează semnale de interferență nedorite în detectoare, ceea ce face dificilă măsurarea semnalelor pe care le căutați. Pentru a contracara acest lucru, o echipă condusă de prof. dr. Christian Weinheimer de la Universitatea din Münster a dezvoltat un sistem de distilare criogenică care reduce concentrația de radon din detector la 430 de atomi de radon pe tonă de xenon lichid. Această valoare este de un miliard de ori mai mică decât radioactivitatea naturală a corpului uman, ceea ce îmbunătățește semnificativ calitatea măsurătorilor. Tare curent MS Semnalele de interferență cauzate de radon sunt acum atât de rare încât sunt comparabile cu interferențele cauzate de neutrini de la soare.

Descoperiri tehnologice și cooperare internațională

Structura detectorului XENONnT a fost optimizată pentru a asigura o puritate excelentă a xenonului lichid utilizat. Detectorul funcționează la aproximativ minus 95 de grade Celsius și conține 8,5 tone de xenon. Utilizarea materialelor ultra-pure reduce semnificativ semnalele de interferență, făcând acest proiect un pionier în cercetarea materiei întunecate. În același timp, tehnologia dezvoltată deschide noi perspective pentru detectoare mai mari și mai sensibile, cum ar fi observatorul de xenon lichid planificat XLZD, care va funcționa cu de zece ori mai mult xenon. Aceste repere tehnologice au fost susținute de colaborări internaționale în care și instituțiile de cercetare germane joacă un rol. Cercetarea primește sprijin din partea Consiliului European pentru Cercetare (ERC) și a Ministerului Federal pentru Cercetare, Tehnologie și Spațiu.

Pe lângă dezvoltarea hardware, soluțiile software pentru controlul zgomotului de fond nedorit sunt, de asemenea, investigate în experimente. Cercetătorii lucrează la algoritmi care pot identifica evenimentele de radon și, astfel, pot menține integritatea datelor. În timp ce experimentul XENON1T a obținut un succes inițial în această direcție, ca și într-una Articole despre Radon Wallpapers menționat, experimentul XENONnT ulterior va fi și mai eficient în reducerea gazului radon datorită îmbunătățirilor aduse designului detectorului.

Pe scurt, progresul în reducerea interferenței radonului în experimentul XENONnT nu numai că mărește acuratețea măsurătorilor, ci și pune bazele descoperirilor viitoare în cercetarea materiei întunecate. Cu noile soluții tehnice, oamenii de știință de la Universitatea din Münster fac un pas semnificativ mai aproape de o mai bună înțelegere a universului.