LUX wreszcie znajdzie ciemną materię? "Szampana jeszcze nie otwieram, ale włożę go do lodówki"

Budowa detektora cząstek o nazwie LUX
Budowa detektora cząstek o nazwie LUX
Sanford University
Budowa detektora cząstek o nazwie LUXSanford University

Pierwsze wyniki pomiarów z detektora cząstek o nazwie LUX wzbudziły nadzieje naukowców poszukujących ciemnej materii. Podkreślają, że to najpoważniejszy eksperyment tego rodzaju. Liczą na to, że potwierdzą doświadczalnie teorię o istnieniu zagadkowej substancji stanowiącej ponad jedną czwartą bilansu masy Wszechświata.

LUX, czyli Large Underground Xenon Detector to przeprowadzany w 370 kg ciekłego ksenonu eksperyment, który ma na celu bezpośrednie wykrycie interakcji między WIMPs (słabo oddziałującymi masywnymi cząstkami), uważanymi za jeden z głównych składników ciemnej materii, ze zwykłą, widzialną materią.

"Powinniśmy zacząć to widzieć"

Chociaż pierwszy okres doświadczenia nie zakończył się wyczekiwanymi rezultatami, to wykluczył ślady ciemnej materii pochodzące z innych wcześniejszych eksperymentów. Według naukowców pierwsze wyniki i tak pokazują, że to najpotężniejszy eksperyment tego rodzaju.

- Jeśli ciemna materia istnieje i jeśli oddziałuje w taki sposób, jak sądzimy, to naprawdę powinniśmy to zaobserwować - powiedział dr Chamkaur Ghag z University College w Londynie, pracujący przy LUX. Jak dodał, gdyby eksperyment nie wykazał żadnych bezpośrednich dowodów istnienia cząstek ciemnej materii, oznaczałoby to, że fizycy "muszą wrócić do początków", czyli stworzyć nową teorię.

Przewidywana, ale nie uchwycona

Ciemna materia to hipotetyczna substancja nieemitująca i nieodbijająca promieniowania elektromagnetycznego. Uważa się, ze stanowi 27 proc. bilansu masy Wszechświata. "Hipotetyczna" oznacza, że dotąd nie udało się doświadczalnie stwierdzić jej istnienia, astronomowie wyprowadzili je z efektów grawitacyjnych, jakim podlega widzialna materia - zdaniem naukowców wytłumaczalnych właśnie przy założeniu jej wpływu.

Większość naukowców uważa, że ciemna materia składa się głównie ze słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP), których miliony przepływają przez nas bez śladu w każdej sekundzie. Starający się ją "namierzyć" naukowcy próbują to robić na trzy sposoby.

Skanują, zderzają, tropią

Pierwszy polega na skanowaniu kosmosu za pomocą detektorów takich jak Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) w poszukiwaniu osadów pozostałych po wzajemnych zderzeniach cząstek ciemnej materii.

Drugi sposób to wykorzystanie akceleratora cząstek takiego jak Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), w którym naukowcy próbują doprowadzić do pojawienia się ciemnej materii, zderzając ze sobą mocno rozpędzone cząstki.

Trzecia metoda polega na zastosowaniu podziemnych detektorów, które mają wykryć poszukiwane cząstki, kiedy przechodzą one przez Ziemię. Te doświadczenia są nastawione przede wszystkim na to, by uchwycić bardzo rzadkie przypadki, kiedy cząstki ciemnej materii wpadają na cząstki tej zwykłej.

Najwyższa czułość

LUX znajduje się głęboko w kopalni na terenie ośrodka badawczego Sanford Underground Research Facility w Stanach Zjednoczonych. W pierwszej części tego roku odbył swój pierwszy 90-dniowy cykl doświadczalny.

- Podczas tych pierwszych trzech miesięcy sprawdzaliśmy, jak pracuje detektor, i jesteśmy bardzo zadowoleni z tego, co widzimy - powiedział prof. Richard Gaitskell z Brown University w Rhode Island. - Ten pierwszy okres pracy wykazuje, że jego czułość jest wyższa niż w jakimkolwiek poprzednim doświadczeniu zmierzającym do bezpośredniego wykrywania cząstek ciemnej materii - dodał. Po tych początkowych 90 dniach dowód na jej istnienie na razie jednak się nie pojawił.

"To już naprawdę powinno być to"

Według zespołu badawczego pracującego przy LUX brak takich wyników świadczy o tym, że nie mogły ich wykazać również inne eksperymenty z tej dziedziny - włoski DAMA czy amerykańskie CDMS i CoGeNT. Naukowcy twierdzą, że gdyby ich wyniki były prawidłowe, to przy swoim wysokim poziomie czułości LUX musiałby również wychwycić te ślady.

Badacze liczą, że detektor pokaże pełnię możliwości w kolejnym, 300-dniowym cyklu doświadczalnym, którego rozpoczęcie jest planowane na początek 2014 roku, i wtedy po raz pierwszy bezsprzecznie wykryje ciemną materię.

- To już naprawdę powinno być to. Osobiście mam nadzieję, uda nam się wykryć WIMPs w ciągu tej dekady - przyznał dr Ghag. - Musimy wiedzieć, czym naprawdę jest czwarta część Wszechświata i to LUX powinien jako pierwszy to odkryć - dodał.

LUX-ZEPLIN ostatnią szansą

Według prof. Anne Green z Uniwersytetu w Nottingham LUX jest dużym krokiem naprzód w dziedzinie wykrywania WIMPs. - To naprawdę imponujące, że już w pierwszym cyklu osiągnął wiodącą czułość na świecie - przyznała.

- Jest komplementarny do eksperymentów pośredniego wykrywania takich jak AMS i LHC. Ponieważ nie znamy dokładnych właściwości WIMPs, nie wiemy, który rodzaj eksperymentu pozwoli wychwycć je najszybciej. Żeby mieć stuprocentową pewność, że wykryliśmy ciemną materię, będziemy chcieli uzyskać spójne sygnały z różnych doświadczeń - stwierdziła.

Jeśli LUX zawiedzie i nie znajdzie poszukiwanych śladów, pracujący przy nim zespół będzie miał kolejną szansę, pracując przy eksperymencie o jeszcze większej czułości, nazwanym LUX-ZEPLIN. Jeśli jednak on także nie da pożądanych rezultatów, fizycy będą zmuszeni odstąpić od dotychczasowej koncepcji ciemnej materii i sformułować nowe teorie.

"Włożę szampana do lodówki"

Komentujący dotychczasowe wyniki LUX prof. Carlos Frenk z Durham University wyjaśnił, że w ostatnim dziesięcioleciu przybywało zespołów badawczych z całego świata, które deklarowały rozwiązanie zagadki czarnej materii, ale wiele z nich spotkało się raczej z niedowierzaniem międzynarodowego środowiska naukowego. Według Frenka dopiero ostatnie lata przyniosły poważne wyniki najlepszych grup doświadczalnych na świecie.

- Tym, czego dokonał LUX, jest wniesienie pewnego porządku w chaosie sprzecznych twierdzeń. Więc jeśli twierdzą, że wykluczają prawidłowość poprzednich wyników, trzeba ich traktować serio. Ale nie ma wątpliwości, że wynikną z tego kolejne dyskusje - podsumował profesor.

Dodał też, że osobiście ma nadzieję, ze LUX dostarczy dowodów na istnienie ciemnej materii. - Teraz jeszcze nie otworzę szampana. Ale kupię go i włożę do lodówki - podkreśla.

Budowa detektora cząstek o nazwie LUX
Budowa detektora cząstek o nazwie LUXSanford University

Autor: js/mj / Źródło: bbc.co.uk

Źródło zdjęcia głównego: Wikipedia

Pozostałe wiadomości

W prognozach widać ciepło - i to duże. Po 25 maja zmieni się sytuacja baryczna w Europie, a to dlatego, że do głosu dojdą układy niżowe znad Atlantyku oraz Wyż Azorski. Dzięki nim częściej będą napływać do nas ciepłe masy powietrza z zachodu i południa.

Koniec z blokadą ciepła. Dostaniemy zastrzyk znad Afryki

Koniec z blokadą ciepła. Dostaniemy zastrzyk znad Afryki

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW wydał ostrzeżenia przed intensywnymi opadami deszczu. Miejscami może spaść nawet 50 litrów na metr kwadratowy. Sprawdź, gdzie aura będzie groźna.

W tych regionach będzie obficie padać aż do rana. IMGW ostrzega

W tych regionach będzie obficie padać aż do rana. IMGW ostrzega

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Czwartek w części kraju upływa pod znakiem groźnej aury - grzmi, mocno pada i wieje. Lej kondensacyjny, czyli zalążek trąby powietrznej, pojawił się Strzelnie na Dolnym Śląsku.

Zalążek trąby powietrznej pojawił się na Dolnym Śląsku

Zalążek trąby powietrznej pojawił się na Dolnym Śląsku

Źródło:
tvnmeteo.pl, Sieć Obserwatorów Burz

Pogoda na jutro, czyli na piątek 23.05. Noc przyniesie wielu regionom kraju opady deszczu, lokalnie spodziewane są zanikające burze. W dzień również popada. Termometry pokażą maksymalnie 16 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - piątek 23.05. Chłodny, w wielu regionach deszczowy dzień

Pogoda na jutro - piątek 23.05. Chłodny, w wielu regionach deszczowy dzień

Źródło:
tvnmeteo.pl

Burze powoli zanikają, ale do Polski wkracza strefa ciągłych opadów deszczu. Na południu, w centrum i na wschodzie może spaść do 20 litrów na metr kwadratowy, a na Śląsku - do 30 l/mkw. Sprawdź, gdzie będzie padać.

Miejscami jeszcze grzmi. Strefa ciągłych opadów przemierzy w nocy kraj

Miejscami jeszcze grzmi. Strefa ciągłych opadów przemierzy w nocy kraj

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

W weekend pogoda w Polsce kształtowana będzie przez niż Magnus. Przyniesie on pochmurną aurę, a miejscami przelotne opady deszczu. - Od niedzieli kraj dostawać się ma pod wpływ zachodniej cyrkulacji - przekazała synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek. Sprawdź, co to dla nas oznacza.

Wir niżowy Magnus przyniesie chmury i deszcz w weekend. Co będzie później?

Wir niżowy Magnus przyniesie chmury i deszcz w weekend. Co będzie później?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Dwóch turystów zgubiło się na szlaku Mumford Bar Trailhead w kalifornijskim hrabstwie Placer. Akcja ratunkowa została uchwycona na nagraniu.

Dwóch turystów zgubiło się na szlaku. Nagranie z akcji ratunkowej

Dwóch turystów zgubiło się na szlaku. Nagranie z akcji ratunkowej

Źródło:
CNN, CBS News

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 6,2 odnotowano w pobliżu północno-wschodniego wybrzeża Krety. Z tego powodu wszystkie służby na wyspie zostały postawione w stan najwyższej gotowości, a lokalne władze ogłosiły ostrzeżenie przed tsunami. Europejscy sejsmolodzy zwracają uwagę, że wysokie fale mogą pojawić się nie tylko w Grecji.

Trzęsienie ziemi na Krecie. Nagranie

Trzęsienie ziemi na Krecie. Nagranie

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, Greek Reporter, Independent, Kontakt24

Katastrofalne powodzie na południowo-wschodnim wybrzeżu Australii pochłonęły co najmniej dwie ofiary śmiertelne i odcięły całe miejscowości od świata. Dziesiątki tysięcy ludzi zostało uwięzionych w swoich domach bez prądu i dostępu do pomocy, a władze ostrzegają, że najgorsze może dopiero nadejść - prognozy zapowiadają kolejne intensywne opady.

"To katastrofa naturalna o ogromnej skali"

"To katastrofa naturalna o ogromnej skali"

Źródło:
Reuters

Na Kontakt24 otrzymaliśmy nagranie, na którym widać rodzinę żurawi. "Wspaniale jest obserwować i nagrywać maluchy cieszące się każdą chwilą, odkrywające kolejne leśne zakamarki, uważając przy tym, by nie oddalić się zbytnio od swoich rodziców" - napisał autor filmu.

Niezdarny młody żuraw naśladuje rodzica. "To piękne"

Niezdarny młody żuraw naśladuje rodzica. "To piękne"

Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

We wtorkowy wieczór mieszkańcy Wilna byli świadkami niecodziennego widoku - przez samo centrum miasta przepływał łoś. Zwierzę najwyraźniej zabłądziło i postanowiło spróbować sił w pokonaniu rzeki Neris.

Łoś w centrum stolicy. Mieszkańcy przecierali oczy ze zdumienia

Łoś w centrum stolicy. Mieszkańcy przecierali oczy ze zdumienia

Źródło:
ENEX

To miał być dzień jak co dzień, jednak pogoda zadecydowała inaczej. Studentka z Missisipi Maya Grimes znalazła się w samym środku tornada, które dosłownie wyrzuciło ją z samochodu na ulicę. Cudem przeżyła. Dziś dzieli się swoją historią.

Tornado wyrzuciło studentkę z samochodu

Źródło:
CNN

Burze przechodziły w środę nad Polską. Front przesuwał się z zachodu na wschód, po południu zahaczając o Mazowsze i przynosząc efektowne, lokalne opady deszczu. W jaki sposób doszło do powstania widocznego na zdjęciu zjawiska?

Słup wody nad Mazowszem. W jaki sposób powstał?

Słup wody nad Mazowszem. W jaki sposób powstał?

Źródło:
Sieć Obserwatorów Burz, tvnmeteo.pl

Za nami trzy koszmarne tygodnie maja. Średnia temperatura maksymalna dla Warszawy wynosi na dziś zaledwie 14,6 stopnia Celsjusza, podczas gdy średnio w maju osiąga około 19-20 stopni Celsjusza. Po pierwszych ciepłych dniach maja, które napompowały tę wartość, notujemy nieubłagany spadek. Wiry niżowe, nurkujące z rejonów podbiegunowych nad wschodnią i środkową Europę, wtłoczyły kolejne porcje zimnego powietrza w nasz rejon, zamieniając maj w marzec.

Upał po koszmarnie zimnym maju? Co mówią prognozy

Upał po koszmarnie zimnym maju? Co mówią prognozy

Źródło:
TVN24+

Alergia to choroba XXI wieku. Według Światowej Organizacji Alergii (WOA) u 30-40 proc. populacji świata występuje co najmniej jedno ze schorzeń alergicznych. Z kolei Polskie Towarzystwo Alergologiczne (PTA) szacuje, że z alergią zmaga się blisko połowa Polaków. Najczęstszym czynnikiem, który ją wywołuje, są pyłki roślin. Jak radzić sobie z uciążliwymi objawami? 

Kalendarz pylenia - sprawdź, co i kiedy pyli w Polsce. Praktyczne porady dla alergików 

Źródło:
Otrivin

W której fazie życia kleszcza jest on najniebezpieczniejszy dla człowieka? Zanim pajęczak osiągnie dojrzałość, przechodzi przez kilka stadiów rozwojowych, a w większości z nich może przenosić choroby.

Od pyłku do ziarnka grochu. Która forma kleszcza jest najgroźniejsza?

Od pyłku do ziarnka grochu. Która forma kleszcza jest najgroźniejsza?

Źródło:
ECDC, pzh.gov.pl

Po raz pierwszy naukowcy zaobserwowali zdarzenie rozerwania pływowego gwiazdy (ang. tidal disruption event, w skrócie TDE) przez masywną czarną dziurę znajdującą się daleko od centrum galaktyki. Co ciekawsze, niezwykły układ oddalony o 600 milionów lat świetlnych od Ziemi zawiera nie jedną, a dwie supermasywne czarne dziury.

Po tej galaktyce krąży wyjątkowo rzadka czarna dziura

Po tej galaktyce krąży wyjątkowo rzadka czarna dziura

Źródło:
PAP, University of California, Berkeley

W 2024 roku bezpowrotnie straciliśmy 6,7 miliona hektarów dziewiczych lasów tropikalnych - to niemal tyle, ile wynosi powierzchnia całej Panamy. Jak wynika z opracowania Global Forest Watch, to rekordowy wynik, najwyższy od co najmniej 20 lat.

Lasy znikają w tempie 18 boisk piłkarskich na minutę. "Czerwony alert dla świata"

Lasy znikają w tempie 18 boisk piłkarskich na minutę. "Czerwony alert dla świata"

Źródło:
PAP

Pan Szymon z Władysławowa (województwo pomorskie) we wtorek wybrał się do Wejherowa. Pod tamtejszym szpitalem miał okazję podziwiać dwa białe daniele.

Zawiózł kolegę do rodzącej żony, jego oczom ukazał się widok jak z bajki

Zawiózł kolegę do rodzącej żony, jego oczom ukazał się widok jak z bajki

Źródło:
Kontakt24

Fale upałów nie odpuszczają w Meksyku. W wielu stanach temperatury sięgają ponad 40 stopni Celsjusza, a skutki są tragiczne - od początku roku potwierdzono już sześć zgonów i 400 przypadków udaru słonecznego. Służby meteorologiczne i sanitarne apelują o ostrożność.

Sześć ofiar śmiertelnych fal upałów, kilkaset przypadków udaru

Sześć ofiar śmiertelnych fal upałów, kilkaset przypadków udaru

Źródło:
Reuters, tvn24.pl

Naukowcy ostrzegają: ponad trzy i pół tysiąca gatunków zwierząt jest zagrożonych globalnym ociepleniem. Jak wynika z analiz badaczy z Uniwersytetu Stanowego Oregonu, w dużej mierze dotyczy to gatunków morskich.

"Stoimy u progu egzystencjalnego kryzysu dzikich zwierząt na Ziemi"

"Stoimy u progu egzystencjalnego kryzysu dzikich zwierząt na Ziemi"

Źródło:
PAP

Władze włoskiego regionu Umbria stworzyły na jeziorze Trazymeńskim sztuczną, pływającą wyspę wyłapującą gatunek podobnych do komarów owadów. Owady te od lat są utrapieniem okolicznych mieszkańców i przybywających w ten rejon turystów.

Włochy mają nową "wyspę". Z powodu owadów

Włochy mają nową "wyspę". Z powodu owadów

Źródło:
PAP, ANSA, tvn24.pl

Załoga misji Axiom-4 (Ax-4), w tym Polak Sławosz Uznański-Wiśniewski, poleci na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) w nowej kapsule Dragon - przekazała Sarah Walker z firmy SpaceX Elona Muska.

Polak poleci na orbitę w nowej kapsule Dragon

Polak poleci na orbitę w nowej kapsule Dragon

Źródło:
PAP

Gwałtowne burze nawiedziły w nocy z poniedziałku na wtorek południowe departamenty Francji. W wyniku gwałtownej aury co najmniej trzy osoby zginęły, a dwie są poszukiwane - przekazała francuska żandarmeria. Służby wprowadziły pomarańczowy poziom alertu pogodowego, drugi najwyższy w skali zagrożenia. Niebezpieczna aura ma utrzymać się nad regionem także dzisiaj.

Strumyk wezbrał i porwał samochód. Nie żyje para

Strumyk wezbrał i porwał samochód. Nie żyje para

Aktualizacja:
Źródło:
sudouest.fr, tvnmeteo.pl

Temperatura maksymalna na Grenlandii była w poniedziałek wyższa niż w Polsce. Termometry w południowej części wyspy pokazały prawie 20 stopni Celsjusza. Jeszcze cieplej jest na Islandii, gdzie niedawno padł majowy rekord temperatury.

Na Grenlandii cieplej niż w Polsce, na Islandii padają rekordy

Na Grenlandii cieplej niż w Polsce, na Islandii padają rekordy

Źródło:
IMGW, Copernicus, tvnmeteo.pl

Gromy dźwiękowe powstające podczas startu rakiet SpaceX mogą przypominać niewielkie trzęsienia ziemi. Jak wynika z badań amerykańskich naukowców, moment startu bywa słyszalny - lub odczuwalny - nie tylko w sąsiedztwie bazy kosmicznej. Typ gromu zależy od wielu czynników.

Starty rakiet SpaceX mogą być odczuwane jak trzęsienie ziemi

Starty rakiet SpaceX mogą być odczuwane jak trzęsienie ziemi

Źródło:
Acoustical Society of America

Organizacja non profit CEEW opublikowała we wtorek niepokojący raport. Wynika z niego, że blisko 60 procent indyjskich dystryktów, zamieszkanych przez trzy czwarte ludności kraju, jest narażonych na wysokie lub bardzo wysokie ryzyko związane z ekstremalnymi upałami. Rosnąca temperatura powietrza i wilgotność względna mogą negatywnie wpłynąć na zdrowie mieszkańców Indii.

Niepokojący raport o ekstremalnych upałach

Niepokojący raport o ekstremalnych upałach

Źródło:
Reuters, ceew.in

Piorun uderzył w zaparkowany radiowóz. Moment zarejestrowała kamera bezpieczeństwa obserwującą parking przed komisariatem. Do zdarzenia doszło podczas burzy, która przechodziła w poniedziałek nad stanem Oklahoma.

Piorun uderza w radiowóz. Zobacz nagranie

Piorun uderza w radiowóz. Zobacz nagranie

Źródło:
News on 6, Newcastle Emergency Management

Ponad 700 strażaków walczy z pożarem Greer Fire, jaki wybuchł na północnym wschodzie Arizony. Do tej pory ogień strawił już ponad osiem tysięcy hektarów terenu. W regionie obowiązują lokalne stany wyjątkowe. Służby ewakuują mieszkańców najbardziej zagrożonych terenów.

Tysiące hektarów w ogniu. Ogłoszono stan wyjątkowy

Tysiące hektarów w ogniu. Ogłoszono stan wyjątkowy

Źródło:
ABC News, AZ Dept. Forestry and Fire Management

Za kilka dni będzie ponad 20 stopni. Jaką aurę przyniesie druga połowa maja i początek czerwca? Sprawdź autorską, długoterminową prognozę temperatury na 16 dni, przygotowaną przez Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: przyjdzie ocieplenie, ale na moment

Pogoda na 16 dni: przyjdzie ocieplenie, ale na moment

Źródło:
tvnmeteo.pl