Nelle profondità delle Black Hills del South Dakota, presso il Sanford Underground Research Facility (SURF), un rivelatore di materia oscura innovativo e dalla sensibilità unica, l'esperimento LUX-ZEPLIN (LZ), guidato dal Lawrence Berkeley National Laboratory, è stato sottoposto a una fase di test di avviare le operazioni e ha ricevuto i primi risultati.
I ricercatori riferiscono sull'inizio di un lavoro scientifico a tutti gli effetti. I primi dati scientifici, pubblicati in un articolo sul sito web dell'esperimento LZ, hanno mostrato che tutte le impostazioni sono state eseguite correttamente. Il dispositivo è pronto per cercare la materia oscura.
LUX-ZEPLIN si trova a più di 1,5 km di profondità presso il Sanford Underground Research Center nel South Dakota. L'esperimento è progettato per catturare i deboli, ipotetiche particelle massicce che interagiscono debolmente. Posizionare i sensori sottoterra dovrebbe proteggerli dalle radiazioni cosmiche, che possono soffocare i segnali di materia oscura.
La base del rivelatore sono due serbatoi di titanio annidati contenenti circa 10 tonnellate di xeno liquido purissimo. Sono visualizzati utilizzando fotomoltiplicatori (PEM) in grado di rilevare deboli sorgenti di luce. Contenitori di gas sono collocati in un sistema di rilevamento più grande per catturare particelle che possono imitare un segnale di materia oscura.
Le collisioni di particelle nello xeno causano sfarfallio visibile o lampi di luce, che sono registrati dalla FEP, spiegano gli scienziati. Inoltre, tali interazioni elimineranno anche gli elettroni dagli atomi di xeno, facendoli andare alla deriva verso la parte superiore della camera sotto l'influenza del campo elettrico. Lì creeranno un altro flash, che consente di ricostruire l'evento spaziale. I ricercatori analizzano le caratteristiche della scintillazione (luminescenza di breve durata) per determinare i tipi di particelle che interagiscono nello xeno.
Invisibile perché non emette, assorbe o disperde la luce, la materia oscura è fondamentale per la nostra comprensione dell'universo. Ad esempio, la presenza di materia oscura, che si stima costituisca circa l'85% della massa totale dell'universo, determina la forma e il movimento delle galassie.
Finora, nessuno è riuscito a trovare particelle di materia oscura. I ricercatori ritengono che il nuovo rivelatore, che è diventato il più sensibile al mondo, aiuterà a risolvere questo problema. “Abbiamo in programma di raccogliere circa 20 volte più dati nei prossimi anni, quindi siamo solo all'inizio. Abbiamo un sacco di scienza da fare ed è molto interessante!”, ha affermato Hugh Lippincott, ricercatore dell'Università della California a Santa Barbara e partecipante all'esperimento LZ.
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