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

We wtorek wieczorem we Wrocławiu spadł pierwszy śnieg tej jesieni. To kolejny region, w którym w ostatnich dniach pojawił się biały puch. Na Kontakt24 otrzymaliśmy zdjęcia nie tylko z zabielonej stolicy Dolnego Śląska, ale również z innych miast.

Pierwszy śnieg we Wrocławiu. Nagranie

Pierwszy śnieg we Wrocławiu. Nagranie

Źródło:
tvnmeteo.pl, IMGW

Potężna nawałnica nawiedziła wschodnie prowincje Sycylii. Intensywne opady deszczu doprowadziły do powodzi i lokalnych podtopień. Minionej doby włoskie służby musiały interweniować ponad 100 razy.

Część Sycylii znalazła się pod wodą

Część Sycylii znalazła się pod wodą

Źródło:
Enex News

Kilka międzynarodowych linii lotniczych wstrzymało loty na popularną wśród turystów wyspę Bali. Powodem jest utrzymująca się w powietrzu chmura pyłu po wybuchu wulkanu Lewotobi Laki Laki, znajdującego się na oddalonej o kilkaset kilometrów wyspie Flores w Indonezji. Pomimo że erupcja miała miejsce na początku listopada, z krateru nadal wydobywa się popiół i lawa.

Linie lotnicze odwołują loty na Bali. "Bezpieczeństwo jest priorytetem"

Linie lotnicze odwołują loty na Bali. "Bezpieczeństwo jest priorytetem"

Źródło:
Reuters, PAP, The Guardian

Ulice Bogoty znalazły się pod wodą po tym, jak miasto nawiedziła fala intensywnego deszczu. Towarzyszący opadom wiatr łamał gałęzie i przewracał drzewa, doprowadzając do paraliżu komunikacyjnego. W ubiegłą niedzielę w całej Kolumbii wprowadzono stan klęski żywiołowej w związku z powodzią, jaka przetoczyła się przez kraj.

Potężna ulewa sparaliżowała stolicę 52-milionowego kraju

Potężna ulewa sparaliżowała stolicę 52-milionowego kraju

Źródło:
PAP, Reuters

Środa upłynie pod znakiem pochmurnej aury. W części kraju pojawią się opady deszczu. Termometry wskażą od 2 do 8 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - środa 13.11. W niektórych regionach pojawi się deszcz

Pogoda na dziś - środa 13.11. W niektórych regionach pojawi się deszcz

Źródło:
tvnmeteo.pl

W przeważającej części kraju warunki na drogach są niebezpieczne. W 13 województwach obowiązują ostrzeżenia IMGW przed opadami marznącymi.

Niebezpieczne warunki na drogach. Ostrzeżenia IMGW

Niebezpieczne warunki na drogach. Ostrzeżenia IMGW

Źródło:
IMGW

Zanim zza szczelnej warstwy chmur zacznie przebijać się słońce, czekają nas opady. W części kraju pojawi się deszcz ze śniegiem. Najwyższa temperatura, jakiej spodziewamy się w tym tygodniu, to 10 stopni Celsjusza.

"Front sprzyja pierwszym większym ruchom w atmosferze". Czy pogoda się poprawi?

"Front sprzyja pierwszym większym ruchom w atmosferze". Czy pogoda się poprawi?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Chilijscy strażacy od kilkunastu godzin walczą z dużym pożarem lasu w gminie Quilpue w środkowym Chile. Według lokalnych służb ogień od wtorku strawił już około 300 hektarów terenów leśnych. W regionie wprowadzono najwyższy, czerwony, alert pożarowy oraz rozpoczęto ewakuacje mieszkańców.

Spłonęło kilkaset hektarów lasów. Rozpoczęto ewakuację mieszkańców

Spłonęło kilkaset hektarów lasów. Rozpoczęto ewakuację mieszkańców

Źródło:
Reuters, El Mostrador

Kolejna fala złej pogody nadciągnęła nad wschodnią i południową Hiszpanię. Dużymi ulewami jest zagrożona Majorka i obszary przybrzeżne w kontynentalnej części kraju.

W Hiszpanii znów będzie lało. Alerty na Majorce i w Walencji

W Hiszpanii znów będzie lało. Alerty na Majorce i w Walencji

Źródło:
ENEX, El Pais, tvnmeteo.pl, Reuters

Słaby śnieg spadł w części kraju we wtorek rano. Zabieliło się na Ziemi Świętokrzyskiej, ale śnieg zaobserwowano też w innych regionach Polski.

Znów sypnęło śniegiem. Zabieliło się w kilku częściach kraju

Znów sypnęło śniegiem. Zabieliło się w kilku częściach kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

Rozprzestrzenia się duży pożar lasów na granicy amerykańskich stanów Nowy Jork i New Jersey. Opady deszczu nie pomogły, a sytuację pogarsza silny wiatr. Służby poinformowały we wtorek, że spłonęło już ponad dwa tysiące hektarów.

"To największy pożar od 2008 roku"

"To największy pożar od 2008 roku"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

- Świat musi sfinansować działania związane ze zmianą klimatu, ponieważ w przeciwnym razie cenę zapłaci ludzkość. To nie jałmużna, to inwestycja. Działania klimatyczne są konieczne, aby świat nadawał się do życia - ocenił sekretarz generalny ONZ Antonio Guterres podczas szczytu klimatycznego COP29 w Baku, stolicy Azerbejdżanu.

"Działania są konieczne, aby świat nadawał się do życia"

"Działania są konieczne, aby świat nadawał się do życia"

Źródło:
PAP

Nowy przegląd danych uzyskanych prawie 40 lat temu przez sondę Voyager 2 pokazał, że obserwacje tej planety były zaburzone przez burzę słoneczną.

Voyager 2 miał pecha. Przeleciał obok Urana w bardzo złym momencie

Voyager 2 miał pecha. Przeleciał obok Urana w bardzo złym momencie

Źródło:
Reuters, CNN, tvnmeteo.pl

Badacze z Danii policzyli niesporczaki żyjące w tym kraju. Było to możliwe dzięki pomocy setek dzieci, które zebrały ponad osiem tysięcy porostów i mchów z nawet najdalszych rejonów Danii. Naukowcy zauważyli czterokrotny wzrost liczby gatunków, w tym co najmniej dziewięć nieopisanych.

Duńczycy wysłali dzieci na poszukiwania niesporczaków

Duńczycy wysłali dzieci na poszukiwania niesporczaków

Źródło:
PAP

Środkową Kalifornię nawiedziła w poniedziałek burza piaskowa. Widzialność była mocno ograniczona. Silny wiatr łamał drzewa i stwarzał niebezpieczne warunki pogodowe dla kierowców i pozostawił ponad dziesięć tysięcy osób bez prądu. Kilka osób zostało rannych w karambolu na autostradzie.

"Zobaczyłam, jak drzewo się przewraca i miażdży wszystko za mną"

"Zobaczyłam, jak drzewo się przewraca i miażdży wszystko za mną"

Źródło:
ABC30, tvnmeteo.pl

Kolumbia zmaga się w ostatnim czasie z ulewnymi deszczami. W odpowiedzi na kryzysową sytuację spowodowaną w kraju prezydent ogłosił stan klęski żywiołowej. Są ofiary śmiertelne i zaginieni.

"Ogłaszamy stan klęski żywiołowej w całym kraju"

"Ogłaszamy stan klęski żywiołowej w całym kraju"

Źródło:
Reuters, tvpublica.com.ar

Mieszkańcy pakistańskiej prowincji Pendżab od początku listopada borykają się z rekordowym zanieczyszczeniem powietrza. Ogromną chmurę gęstego smogu nad Pakistanem i sąsiednimi Indiami, gdzie również sytuacja jest fatalna, widać na zdjęciu wykonanym przez satelitę NASA.

Smog tak gęsty, że widać go z kosmosu

Smog tak gęsty, że widać go z kosmosu

Źródło:
PAP, CNN, NASA, tvnmeteo.pl

Prognoza pogody na zimę. IMGW przygotował eksperymentalną prognozę pogody na grudzień 2024 oraz styczeń, luty i marzec 2025. Co może czekać nas w kolejnych miesiącach pod kątem prognozowanych opadów i temperatury? Jak w przewidywaniach meteorologów rysuje się początek wiosny? Sprawdź.

Pogoda na zimę 2024/2025 i początek wiosny. Eksperymentalna prognoza IMGW

Pogoda na zimę 2024/2025 i początek wiosny. Eksperymentalna prognoza IMGW

Źródło:
IMGW

Lokalna chilijska społeczność wraz z ekspertami chcą podjąć walkę z kierowcami aut i ciężarówek, którzy od lat niszczą geoglify na pustyni Atakama. Gigantyczne rysunki przedstawiające między innymi zwierzęta lub figury geometryczne są coraz bardziej przykrywane przez ślady opon. Jak się jednak okazuje, obrońcy olbrzymich rzeźb chcą pozostawić na geoglifach rysy spowodowane działalnością człowieka, żeby były one przestrogą dla przyszłych pokoleń.

"Przykład pokazujący przyszłym pokoleniom, czego nie należy robić z naszym dziedzictwem"

"Przykład pokazujący przyszłym pokoleniom, czego nie należy robić z naszym dziedzictwem"

Źródło:
Reuters

Minął ponad tydzień, od kiedy wybuchł wulkan Lewotobi Laki-Laki na indonezyjskiej wyspie Flores. W niedzielę trwały ewakuacje mieszkańców, który niechętnie chcieli opuszczać zagrożone erupcją tereny. Na lotnisku w Komodo wstrzymano loty.

Minął tydzień, erupcja nie ustała. Trwa walka z czasem

Minął tydzień, erupcja nie ustała. Trwa walka z czasem

Źródło:
Reuters, Antara

Poważne ochłodzenie przyjdzie do Polski jeszcze w listopadzie. Sprawdź, co czeka nas w nadchodzących tygodniach w pogodzie w 16-dniowej, długoterminowej prognozie temperatury, przygotowanej przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: czeka nas pierwsze spotkanie z zimą

Pogoda na 16 dni: czeka nas pierwsze spotkanie z zimą

Źródło:
tvnmeteo.pl

U wybrzeży południowo-wschodniej Hiszpanii, w pobliżu miasta Mazarron, wydobyto wrak fenickiego statku sprzed 2,6 tys. lat - poinformował w poniedziałek hiszpański dziennik "El Pais".

"To jeden z najważniejszych starożytnych statków znalezionych w całości"

"To jeden z najważniejszych starożytnych statków znalezionych w całości"

Źródło:
PAP

Laboratorium w amerykańskim mieście Yemassee w Karolinie Południowej odzyskało ponad 20 małp z 43, które uciekły stamtąd w środę. Zwierzęta udało się schwytać, nie doznały żadnych obrażeń.

Schwytano część małp, które uciekły z laboratorium

Schwytano część małp, które uciekły z laboratorium

Źródło:
AP, NBC News, PAP

Grupa mieszkańców uratowała kozę, która utknęła na zboczu klifu na wyspie Oʻahu na Hawajach. Młode zwierzę spędziło tam cztery dni - poinformowały lokalne media.

Przez cztery dni była uwięziona nad przepaścią. Bohaterska akcja mieszkańców

Przez cztery dni była uwięziona nad przepaścią. Bohaterska akcja mieszkańców

Źródło:
Reuters, Hawaii News Now

W Szumperku na północy Czech w niedzielę zrobiło się biało. Opady śniegu nie były jednak spowodowane przez warunki atmosferyczne.

Śnieg w Czechach. Przyczyną nie była pogoda

Źródło:
novinky.cz, cnn.iprima.cz, tvnmeteo.pl

W niektórych podwarszawskich ogrodach kwitną róże, a na magnoliach i azaliach otwierają się pąki. O to, co sprawiło, że w listopadzie mamy do czynienia ze zjawiskiem przypisywanym wiośnie, zapytaliśmy ekspertów.

Róże, magnolie i azalie kwitną w listopadzie. Co za to odpowiada?

Róże, magnolie i azalie kwitną w listopadzie. Co za to odpowiada?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Amerykański stan Kolorado w ostatnich dniach nawiedziła potężna śnieżyca. W Denver takich opadów śniegu w listopadzie nie widziano od kilku dekad. Z powodu gwałtownej pogody wielu kierowców utknęło w zaspach na autostradach, były też przerwy w dostawie prądu.

Największa śnieżyca od dekad. "To było kilka ciężkich dni"

Największa śnieżyca od dekad. "To było kilka ciężkich dni"

Źródło:
CBS News, Denver7

Część Australii zmaga się z piekielnymi upałami. Są takie miejsca, gdzie prognozowana temperatura na niedzielę może sięgnąć nawet 43 stopnie Celsjusza. Wysokie wartości na termometrach pogarszają zagrożenie pożarowe. W innych regionach kraju spodziewane są burze.

Temperatura powyżej 40 stopni. "Nienormalna" pogoda jak na listopad

Temperatura powyżej 40 stopni. "Nienormalna" pogoda jak na listopad

Źródło:
The Guardian, news.com.au

Tysiące osób zgromadziły się w sobotę w centrum Walencji, by skrytykować działania podejmowane podczas październikowej powodzi, która pochłonęła życie ponad 200 osób. Protestujący domagają się między innymi ustąpienia Carlosa Mazóna, prezydenta wspólnoty autonomicznej.

"Za to porzucenie musi zostać poniesiona odpowiedzialność"

"Za to porzucenie musi zostać poniesiona odpowiedzialność"

Źródło:
Reuters, AP