Abbiamo finito di assemblare un detector di ultima generazione per la materia oscura

Abbiamo finito di assemblare un detector di ultima generazione per la materia oscura
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La materia oscura è una forma misteriosa di materia che si ritiene rappresenti circa l'85 percento della massa dell'universo. Tuttavia, poiché si prevede che interagisca solo in modo molto debole con la materia ordinaria, finora non è mai stata rivelata.

LUX-ZEPLIN (LZ) sarà l'esperimento sulla materia oscura (non è certo il primo) più sensibile mai realizzato. Tutto posto che questa esista, ovviamente. Il 26 luglio, i ricercatori hanno finito l'assemblamento posizionando la camera di proiezione temporale allo xeno liquido (TPC), presso il Sanford Underground Research Facility nel South Dakota, negli Stati Uniti.

Per assemblare il TPC, 250 membri provenienti da tutto il mondo si sono riuniti per garantire che fossero soddisfatti tutti i requisiti.

La produzione delle decine di migliaia di componenti che compongono il TPC è iniziata nel 2015 e l'assemblaggio dello strumento è iniziato nel dicembre 2018. La fase di integrazione ha comportato 13.500 ore di lavoro, una parte significativa delle quali è stata dedicata al mantenimento dell'ultra-pulito richiesto a livello della superficie presso il laboratorio di assemblaggio.

Successivamente, verrà inserito in una camera che mantiene basse le temperature e abbassato di circa 1,5 km in una vecchia miniera d'oro in disuso, pronto a rilevare la materia oscura.

L'inizio delle operazioni è previsto per la metà del 2020.

Una volta sotterrato, il rivelatore verrà raffreddato a -100°C e riempito con dieci tonnellate di xeno liquido. Poiché lo xeno è un elemento pesante, vi è una maggiore possibilità che gli atomi interagiscano con ipotetiche particelle di materia oscura chiamate WIMP che, si pensa, interagiscano debolmente. Anche se non siamo sicuri che la materia oscura sia composta di WIMP.

I ricercatori ritengono che se un WIMP interagisse con un atomo di xeno si produrrebbero due lampi di luce. Uno quando la particella si scontra con un atomo di xeno. Il secondo sarebbe invece generato dagli elettroni scossi dalla collisione, che sono guidati verso la parte superiore del rivelatore e accelerati attraverso uno strato di xeno gassoso.

Sebbene questi lampi siano impercettibili all'occhio umano, il rivelatore è rivestito da centinaia di tubi fotomoltiplicatori. Questi sensori ultrasensibili possono amplificare un segnale anche se composto da un singolo fotone di luce.