Bilim insanları, evrendeki kütlenin çoğunu oluşturan gizemli bir madde olan karanlık maddeyi anlamaya çalışıyor. Bu, bugün bilimin karşılaştığı en büyük zorluklardan biridir.
Dünyanın en hassas karanlık madde dedektörü LUX-ZEPLIN’in (LZ) son keşifleri, karanlık maddenin gerçekte ne olabileceğine dair teorilerin sınırlandırılmasına yardımcı oldu.
Özellikle bilim insanları, Phys.org’un bildirdiği gibi “zayıf etkileşimli büyük parçacıklar” anlamına gelen WIMP adı verilen bir parçacık türüne odaklanıyorlar.
Enerji Bakanlığı Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı tarafından yürütülen bir proje olan LZ, Güney Dakota’nın derinliklerinde karanlık maddeyi araştırıyor. Deney, yüzeyin yaklaşık bir mil altında, Sanford Yeraltı Araştırma Tesisi’nde gerçekleştirildi.
Bu deneyden elde edilen en son bulgular, her zamankinden daha zayıf karanlık madde etkileşimlerini araştırdı ve WIMP’lerin ne olabileceğine dair olasılıkların daraltılmasına yardımcı oldu.
Dünyanın dört bir yanından bir grup bilim insanı, 1000 günü aşkın hassasiyet testiyle LUX-ZEPLIN (LZ) üzerinde bir deneme çalışması yürüttü ve bunun şu ana kadar gizemli karanlık madde için en hassas dedektör olduğunu kanıtladı ve LZ ekibi de bu konuda çalışıyor. uygulamaya koymaya hazırlanıyor. pic.twitter.com/DtOyQ8qzyo
— Çin Bilimi (@ÇinBilimi) 11 Temmuz 2022
LZ projesini temsil eden ve University College London’da profesör olan Chamkaur Ghag, karanlık madde ve WIMP araştırmalarında kaydedilen önemli ilerlemelerin altını çizdi. Son keşiflerin büyük bir atılımı temsil ettiğini, dedektör ve araştırma yöntemlerinin beklenenden daha iyi performans gösterdiğini açıkladı.
Ghag ayrıca, eğer araştırılan alanda WIMP’ler mevcut olsaydı, ekibin bunları açıkça tespit edebileceğini belirtti. Deney boyunca daha fazlasını keşfedip daha fazla veri toplarken araştırmaya devam etmek için artık doğru araçlara ve duyarlılığa sahip olduklarına olan güvenini dile getirdi.
Deney, 1000 günlük veri toplandıktan sonra 2028’de sona erecek
Araştırma ekibi, c2 başına 9 gigaelektronvolttan (GeV/c2) daha büyük bir kütleye sahip olabilecek, aradıkları WIMP parçacıklarından hiçbir iz bulamadı. Bunu perspektife koymak gerekirse, bir protonun kütlesi 1 GeV/c2’den biraz daha azdır.
Deneyin yüksek hassasiyeti, araştırmacıların verilere uymayan bazı WIMP karanlık madde modellerini hariç tutmasına ve böylece WIMP’lerin mevcut olma olasılığını azaltmasına olanak tanıdı.
Bu sonuçlar 26 Ağustos’ta iki fizik konferansında paylaşıldı: Biri TeV Parçacık Astrofiziği 2024 adı verilen Chicago, Illinois’de, diğeri ise LIDINE 2024 olarak bilinen São Paulo, Brezilya’da. Sonuçlarla ilgili ayrıntılı bir makale yakında yayınlanmalıdır.
Analiz, 280 günlük bir süre boyunca toplanan verilere odaklandı. Buna Mart 2023 ile Nisan 2024 arasında toplanan 220 günlük yeni veriler ve LZ’nin ilk çalıştırılmasından elde edilen 60 günlük veriler dahildir. Deney, 2028’de sona ermeden önce toplam 1.000 günlük veri toplamayı hedefliyor.
LZ fizik koordinatör yardımcısı ve Austin’deki Texas Üniversitesi’nde profesör olan Scott Kravitz, karanlık madde arayışını gömülü hazine arayışıyla karşılaştırdı. Ekibin öncekinden neredeyse beş kat daha derine indiğini söyledi.
Kravitz, bu ilerlemenin yalnızca çabaları artırarak değil, yeni, gelişmiş araçlar yaratıp kullanarak elde edildiğini vurguladı.
