Deși aproximativ 80% din masa Universului ar fi alcătuită din materie întunecată, nimeni nu știe încă din ce este formată. Această „materie invizibilă” nu emite lumină, nu absoarbe și nu reflectă radiația electromagnetică, dar efectele sale gravitaționale se văd în mișcarea galaxiilor și în structura Universului.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Problema este că particulele care o compun refuză să se lase detectate. Zeci de ani, fizicienii au încercat să le surprindă cu ajutorul unor detectoare uriașe pe bază de xenon lichid, sensibile la interacțiunile cu particule de masă comparabilă cu cea a protonilor sau neutronilor. Rezultatul? Nicio dovadă directă. Concluzia implicită? Dacă există, aceste particule se află în afara intervalului testat până acum, informează Science Daily.
Un pas înainte: detectorul cu microfire superconductoare
Un grup internațional de cercetători de la Universitatea din Zürich, condus de Laura Baudis, Titus Neupert, Björn Penning și Andreas Schilling, a reușit acum să împingă frontiera mult mai departe. Ei au construit un detector capabil să detecteze particule de materie întunecată cu mase sub un megaelectronvolt (MeV), adică de până la zece ori mai mici decât un electron.
„Este pentru prima dată când putem căuta materie întunecată într-un interval de masă atât de redus, datorită acestei noi tehnologii”, explică Laura Baudis.
Cum funcționează? Când un foton, produs posibil de interacțiunea materiei întunecate cu materia vizibilă, lovește un firul superconductiv, acesta se încălzește ușor și își pierde superconductivitatea pentru o fracțiune de secundă. Rezistența electrică crește brusc, iar semnalul poate fi înregistrat.
Sensibil la direcția „vântului” de materie întunecată
Pentru noul experiment, cercetătorii au adus îmbunătățiri semnificative. În loc de nanofire, au folosit microfire superconductoare pentru a mări suprafața de interacțiune, iar dispozitivul a fost construit într-o geometrie plană și subțire, extrem de sensibilă la schimbările de direcție.
Aceasta este o inovație importantă, pentru că Pământul nu stă pe loc. El se deplasează printr-un așa-numit „vânt de materie întunecată”, iar direcția aparentă a acestor particule se modifică în cursul anului. Un detector capabil să observe aceste schimbări ajută la eliminarea semnalelor false.
Următorul pas va fi în subteran
„Îmbunătățirile viitoare ale SNSPD ar putea să ne permită să detectăm semnale de la particule cu mase și mai mici. În plus, vrem să amplasăm sistemul în subteran, unde va fi mai bine protejat de alte surse de radiație”, spune Titus Neupert.
Dacă particulele de materie întunecată sunt mai ușoare decât electronul, modelele actuale de fizică se vor confrunta cu constrângeri severe din partea observațiilor astrofizice și cosmologice.
Un mister mai aproape de dezlegare
Chiar dacă materia întunecată nu a fost încă „prinsă”, detectorul dezvoltat la Zürich aduce fizica un pas mai aproape de rezolvarea unuia dintre cele mai mari mistere ale Universului. Pentru prima dată, oamenii de știință pot „căuta” într-un teritoriu complet nou, acolo unde teoriile încep să se clatine.
„Dacă vom găsi aceste particule, vom rescrie fizica. Dacă nu le vom găsi, atunci misterul va deveni și mai profund”, spun cercetătorii.
