Можемо користити обичан шећер у потрази за тамном материјом

Научници су конструисали нови начин тражења тамне материје користећи џиновске кристале сахарозе или конзумног шећера – иако су до сада пронашли само горко-слатки укус недостатка резултата.

Верујемо да тамна материја постоји на основу чудног гравитационог привлачења који делује на галаксије, али упркос деценијама тражења могућих честица тамне материје, научници нису пронашли ништа. Многе од ових претрага су тражиле масивне честице са слабом интеракцијом (ВИМП), за које се дуго сматрало да су међу најперспективнијим кандидатима за тамну материју. Али чак и најосетљивије претраге су се појавиле празних руку.

Већина ВИМП детектора тражи бљескове светлости које пролазна честица тамне материје може да произведе када ступи у интеракцију са обичном материјом, али ово претпоставља да су честице довољно велике, око 2 до 10.000 пута веће од масе протона. То је оно што би најјасније објаснило галактичке ефекте тамне материје, али је такође могуће да су ВИМП-ови лакши, иако се то неспретно уклапа у хипотезу.

Сада су Федерика Петрика са Института за физику Макс Планк у Минхену, Немачка, и њене колеге тражиле ове лакше ВИМП-ове користећи детектор направљен од кристала шећера охлађених на екстремне температуре.

Веома лагани ВИМП-ови би требало најочитије да комуницирају са веома лаким атомима, као што је водоник, али коришћење чистог водоника као детектора је тешко због његове ниске густине, што смањује шансе за интеракцију. Сахароза, међутим, садржи 22 атома водоника на сваком молекулу, са далеко већом густином од чистог водоника.

Петрица и њен тим прво су узгајали кристале сахарозе из концентрованог раствора шећера у периоду од недељу дана, пре него што су снизили температуру кристала на седам хиљадитих делова степена изнад апсолутне нуле. Затим су посматрали могуће интеракције тамне материје тражећи сићушна повећања топлоте, користећи ултраосетљиви термометар и бљескове светлости, користећи фотонски сензор.

Истраживачи су водили свој експеримент 19 сати и, иако су кристали шећера упалили на нивоима који су у складу са већим честицама, нису измерили слабије детекције које би могао произвести ВИМП.

Кристали шећера су постављени да траже могуће интеракције тамне материје са изузетном осетљивошћу, каже Карлос Бланко са државног универзитета Пенсилваније, и могли би да омогуће истраживачима да виде изузетно мале трзаје од лаких ВИМП-а. Међутим, није јасно да ли је експеримент у стању да ефикасно искључи друге могуће изворе који осветљавају кристале, као што је радиоактивни угљеник-14 који се обично налази у многим шећерима.

ЦЕРН и Мон Блан, тамна и смрзнута материја: Швајцарска и Француска

Припремите се да вам ум одушеви ЦЕРН, европски центар за физику честица, где истраживачи управљају чувеним Великим хадронским сударачем, смештеним у близини шармантног швајцарског града на језеру Женеве.