LZ (Lux-Zeplin)로 알려진 미국의 거대 인 세계에서 가장 큰 어두운 모터 탐지기와 함께 일하는 물리학 자들은 오늘 첫 번째 결과를 등록했습니다. 그들은 자신이 검색하는 내용에 대한 징후가 없으며, 소위 대규모 입자 또는 WIMP를 약하게 상호 작용했습니다. 그럼에도 불구하고, 그 결과는 입자 물리학 자들 사이의 관심을 불러 일으킨다. 미국 탐지기는 이탈리아와 중국의 유사한 탐지기와 동시에 켜지고 있으며, 함께 마지막 세대의 wimp 탐지기 옆에있을 가능성이 높습니다.
.Brown University의 물리학 자이자 LZ 회원 인 Richard Gaitskell은 새로운 결과는 2021 년 12 월부터 4 개월 이상 걸린 65 일의 데이터에서 비롯된 것이라고 말했다. 그는 1000 일의 데이터 중 일부의 일부는 LZ 연구원들이 향후 3 ~ 5 년을 인수하려는 것을 목표로하지만 탐지기가 잘 작동하고 있으며 현재 세계에서 가장 민감하다는 것을 증명하기에 충분하다고 그는 말했다. Gaitskell은“우리는 이벤트가 있다면 과도한 이벤트를 볼 수있는 위치에있을 것입니다.”라고 Gaitskell은 말합니다.
암흑 물질은 모든 물질의 85%를 설명하는 것으로 생각됩니다. 예를 들어, 천문학적 관찰은 전형적인 은하계의 별들이 너무 빨리 소용돌이 치기 때문에 집단 중력이 우주로 날아가는 것을 막기에 충분하지 않다는 것을 보여줍니다. 따라서 물리학 자들은 일종의 보이지 않는 암흑 물질 (아마도 새로운 입자)이 별을 다시 고급하는 데 필요한 여분의 중력을 제공한다고 가정합니다.
1980 년대 이래로 많은 물리학 자들은 암흑 물질이 중력과 약한 원자력을 통해서만 일반적인 물질과 상호 작용하는 Wimps로 구성되어 있다고 생각했습니다. 빅뱅 이후 자연스럽게 부상했을 것입니다. 양성자보다 약 100 배나 큰 경우 암흑 물질을 설명하기에 충분한 숫자로 남아 있어야합니다. 그들은 은하계에 스며 들고 심지어 우리를 통과시킬 것이지만 때로는 원자 핵에 충돌해야합니다. 따라서 WIMPS를 찾으려면 물리학자는 지하 깊은 지역에서 반동 핵을 찾을 필요가 있습니다.
20 년 동안, 과학자들은 가벼운 감지 광 튜브와 함께 상단과 하단에 늘어선 액체 크세논 탱크로 구성된 끊임없는 탐지기를 개발했습니다. wimp가 핵에 부딪히면 반동 핵은 감지 가능한 빛의 플래시를 생성합니다. 또한, 과속 핵에 의해 해방 된 전자는 전기장에 의해 탱크 상단을 향해 잡아 당겨 두 번째 플래시를 생성합니다. 플래시의 크기와 타이밍을 비교하면 연구자들은 반동 핵을 예를 들어 반동 전자와 구별 할 수 있으며, 이는 검출기를 치는 감마선에 의해 생성 될 수 있습니다. 크세논 자체는 탱크의 심장을 보호하고 배경 방사선을 크게 줄이는 데 도움이됩니다.
LZ의 중앙 탱크에는 Sanford Underground Research 시설에서 1480 미터 떨어진 7 미터 톤의 액체 크세논 덩어리가 있으며, 사우스 다코타 주 리드 근처의 버려진 금광에 있습니다. LZ 연구원들은 캘리포니아 대학교 산타 바바라의 물리학 자, 287 인 LZ 팀의 대변인 인 휴 립 핀 코트 (Hugh Lippincott)에서 335 개의 핵 반동 사건을보고 오늘 온라인 세미나에서보고했다. 그러나이 수는 크세논 및 기타 소스의 Lead-214와 같은 피할 수없는 흔적의 방사성 동위 원소에서 예상되는 배경 이벤트와 거의 같습니다. 따라서 LZ는 WIMPS를 감지했다고 주장 할 수 없다고보고했습니다.
.그러나 널 결과는 여전히 가치가 있습니다. 물리학 자들은 wimp의 질량을 정확하게 예측할 수 없거나 일반적인 문제와 얼마나 강력하게 상호 작용 해야하는지 정확히 예측할 수 없습니다. LZ 연구원들은 지금까지 양성자의 약 10 ~ 10,000 배 사이의 Wimp 질량에 대한 상호 작용의 강도에 대해 지금까지 가장 엄격한 한계를 두었습니다. LZ의 새로운 제한은 중국의 Jinping Underground Laboratory에 위치한 3.7 톤의 액체 크세논 탐지기 인 Pandax-4T를 사용하여 2021 년 12 월에 발표 한 팀을 넘어 섰습니다.
Fermi National Accelerator Laboratory의 이론가 인 Dan Hooper는 LZ의 적당한 양의 데이터와 Pandax의 이전 실험 한도를 감안할 때 Null 결과는 놀라운 일이 아닙니다. 그럼에도 불구하고 Hooper는 LZ, Pandax-4T 및 이탈리아 지하에있는 Gran Sasso National Laboratory의 5.9 톤 탐지기 인 Xenonnt의 세 번째 실험 결과를 보게되어 기쁩니다. Xenon 공동 작업의 네 번째 반복이며 올해 후반에 첫 번째 결과를 발표 할 것으로 예상됩니다. Hooper는 경쟁이 모든 팀이 더 열심히 일하게 할 것이라고 말했다. “내 안의 물리학 자-자본주의자는 이것이 좋은 것이라고 생각합니다.”
Dark Matter 후보가 최근 몇 년 동안 검색이 비어 있었을뿐만 아니라 유럽의 대형 Hadron Collider 인 세계에서 가장 큰 원자 스마처가 아직 wimp처럼 보이지 않았기 때문에 Wimps에 대한 열정 중 일부는 최근 몇 년 동안 쇠약 해졌습니다. 그러나 물리학 자들은 현재 Wimps의 가능한 질량과 상호 작용 강도의 심장을 조사하기 시작했다고 Purdue University의 물리학 자이자 크세논 팀원 인 Rafael Lang은 주장합니다. “다시 말해서, 당신이 10 년 또는 2 년 전에 흥분했던 [가능성]의 절반은 여전히 살아 있고 잘 살아 있습니다. "
Wimp Hunters는 이미 80 톤 거인 인 Ultimate Liquid-Xenon 탐지기를 스케치하고 있습니다. Gaitskell은“이것이 기술이 할 수있는 일입니다. 이러한 검출기는 액체 크세논 접근법을 한계로 밀어 넣을 것입니다. 그 크기에서는 태양에서 중성미자라는 입자의 홍수를 감지하기에 충분히 민감하기 때문입니다. 이러한 피할 수없는 사건은 wimp 충돌과 구별 할 수 없으므로 액체 Xenon 검출기를 더 크게 구축하는 것이 다소 무의미합니다. Lang은 LZ와 Xenon 팀이 이미 개념에 대해 협력하기 시작했다고 말합니다. "우리의 협력이 힘에 합류하게되어 기쁩니다."
