Satu mil di bawah tanah, detektor materi gelap dekat aktivasi di tambang emas

SIOUX JATUH, SD – Para ilmuwan yang berharap dapat mendeteksi materi gelap jauh di dalam bekas tambang emas South Dakota telah mengambil langkah besar terakhir sebelum menghentikan eksperimen mereka yang sangat rumit.

Apa yang diyakini sebagai detektor materi gelap paling sensitif di dunia diturunkan ke dalam tangki air berkapasitas 70.000 galon hampir satu mil di bawah permukaan bumi awal bulan ini, menyelubunginya dengan isolasi yang cukup untuk mengisolasi materi gelap dari radiasi kosmik yang membuatnya mustahil untuk dilakukan. mendeteksi. di atas tanah.

Dan jika semuanya berjalan sesuai rencana, data yang mulai mengalir dapat menjawab pertanyaan kuno tentang alam semesta dan asal usulnya, kata para ilmuwan pada hari Senin.

“Kita mungkin akan mengungkap sesuatu yang fantastis,” kata Harry Nelson, seorang profesor fisika di Universitas California, Santa Barbara dan peneliti utama Eksperimen Xenon Bawah Tanah Besar. “Satu hal tentang bidang kami adalah hal ini agak brutal karena kami tahu biayanya mahal dan kami bekerja keras untuk hanya melakukan eksperimen yang benar-benar penting.”

(tanda kutip)

Seperti penemuan Higgs boson – yang dijuluki oleh sebagian orang sebagai “partikel Tuhan” – awal tahun ini di Swiss, deteksi materi gelap akan menjadi peristiwa seismik dalam komunitas ilmiah.

Para ilmuwan mengetahui bahwa materi gelap ada melalui tarikan gravitasinya, namun, tidak seperti materi biasa dan antimateri, materi gelap hingga saat ini tidak terdeteksi. Materi biasa menyumbang sekitar 4 persen massa alam semesta, dan materi gelap menyumbang sekitar 25 persen. Sisanya adalah energi gelap, yang juga merupakan misteri.

Pencarian di South Dakota dimulai pada tahun 2003 setelah tambang emas Homestake di Black Hills’ Lead, SD, ditutup untuk selamanya. Para ilmuwan melakukan penelitian di situs tersebut, dan pada bulan Juli, setelah bertahun-tahun melakukan penggalangan dana dan perencanaan, detektor LUX dipindahkan ke Fasilitas Penelitian Bawah Tanah Sanford, 4.850 kaki di bawah permukaan bumi. Butuh waktu dua hari untuk membawa detektor seukuran bilik telepon ke poros dan jalan setapak yang dulunya kotor, yang awalnya dibuka untuk penambangan pada tahun 1876 selama Demam Emas Black Hills.

Di sana, perangkat tersebut selanjutnya diisolasi dari radiasi kosmik dengan cara direndam dalam air yang mengalir melalui filter osmosis balik untuk mendeionisasi dan membersihkannya.

“Tahap konstruksi sudah berakhir, dan sekarang kami memulai tahap commissioning, yang berarti kami mulai mengoperasikan sistem di bawah tanah,” kata Jeremy Mock, mahasiswa pascasarjana di University of California, Davis yang bekerja di LUX percobaan telah selama lima tahun.

Dengan hati-hati merendam detektor halus di rumah terakhirnya – sebuah tong berisi air setinggi 20 kaki dan diameter 25 kaki – membutuhkan waktu lebih dari dua bulan, kata Mock.

Para ilmuwan saat ini sedang berupaya menyelesaikan pipa ledeng yang diperlukan untuk menjaga xenon sebersih mungkin. Xenon, baik dalam bentuk cair maupun gas, akan mengisi detektor dan terus diedarkan melalui alat pembersih yang bekerja seperti mesin dialisis, mengeluarkan zat untuk menghilangkan kotoran sebelum mendorongnya kembali ke dalam detektor.

Menjaga air dan xenon tetap murni akan membantu menghilangkan apa yang disebut Nelson sebagai “sumber palsu”.