¿Cómo se atrapa un WIMP? No, no estoy hablando de intimidar al niño más débil de la clase, estoy hablando de partículas masivas que interactúan débilmente (aquellos WIMPs). Aunque son "masivos" por definición, no interactúan con la fuerza electromagnética (a través de los fotones), por lo que no pueden ser "vistos" y no interactúan con la fuerza nuclear fuerte, por lo que los núcleos atómicos no pueden "sentirlos". Si no podemos detectar WIMP a través de estas dos fuerzas, ¿cómo podemos esperar detectarlos? Después de todo, los WIMP están teorizados para volar a través de la Tierra sin golpear nada, son ese débilmente interactuando. Pero a veces, pueden chocar con núcleos atómicos, pero solo si chocan de frente. Esto es algo muy raro, pero el detector de xenón subterráneo grande (LUX) estará enterrado a 4,800 pies (1,463 metros, o casi una milla) bajo tierra en una antigua mina de oro de Dakota del Sur y los científicos esperan que cuando un WIMP desafortunado choque con un xenón átomo, se capturará un destello de luz, lo que significa primera evidencia experimental de materia oscura…
Las galaxias observadas desde la Tierra tienen algunas cualidades extrañas. El mayor problema para los cosmólogos ha sido explicar por qué las galaxias (incluida la Vía Láctea) parecen tener más masa de la que se puede observar contando estrellas y contabilizando solo el polvo interestelar. De hecho, el 96% de la masa del Universo no se puede observar. Se cree que el 22% de esta masa faltante se mantiene en "materia oscura" (el 74% se mantiene como "energía oscura"). Se teoriza que la materia oscura toma muchas formas. Halo Objetos masivos astronómicos compactos (cuerpos astronómicos que contienen material bariónico ordinario que no se puede observar; como estrellas de neutrones o planetas huérfanos), se cree que los neutrinos y WIMPS contribuyen a esta masa faltante. Se están realizando muchos experimentos para detectar a cada contribuyente. Los agujeros negros se pueden detectar indirectamente al observar las interacciones en el centro de las galaxias (o los efectos de lentes gravitacionales), los neutrinos se pueden detectar en enormes tanques de fluido enterrados en las profundidades subterráneas, pero ¿cómo se pueden detectar los WIMP? Parece que un detector WIMP necesita sacar una hoja de los libros del detector de neutrinos, necesita comenzar a cavar.
Para evitar la interferencia de la radiación como los rayos cósmicos, los detectores de baja energía como los "telescopios" de neutrinos están enterrados muy por debajo de la superficie de la Tierra. Los viejos pozos mineros son candidatos ideales, ya que el agujero ya está allí para configurar la instrumentación. Los detectores de neutrinos son enormes contenedores de agua (o algún otro agente) con detectores altamente sensibles ubicados alrededor del exterior. Un ejemplo de ello es el detector de neutrinos Super Kamiokande en Japón, que contiene una gran cantidad de agua ultra purificada, con un peso de 50,000 toneladas (foto izquierda) Cuando un neutrino que interactúa débilmente golpea una molécula de agua en el tanque, se emite un destello de radiación de Cherenkov y se detecta un neutrino. Este es el principio básico detrás del nuevo detector de xenón subterráneo grande (LUX) que utilizará 600 libras (272 kg) de xenón líquido suspendido en un tanque de agua pura de 25 pies de altura. Si los WIMP existen más allá de los ámbitos de la teoría, se espera que estas partículas masivas que interactúan débilmente choquen de frente con un átomo de xenón y, al igual que sus primos livianos, emitan un destello de luz.
Robert Svoboda y Mani Tripathi, profesores de UC Davis, han asegurado $ 1.2 millones en fondos de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y del Departamento de Energía de los Estados Unidos para el proyecto (esto es el 50% del total requerido). En comparación con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) que costó construir miles de millones de euros, LUX es un proyecto altamente económico considerando el alcance de lo que podría descubrir. Si hubiera evidencia experimental de una interacción WIMP, las consecuencias serán enormes. Podremos comenzar a comprender los orígenes de los WIMP y su distribución a medida que la Tierra atraviesa el posible halo de materia oscura que se observa indirectamente en la Vía Láctea.
Detectando materia oscura "sería el mayor negocio desde la búsqueda de antimateria en la década de 1930.”- Profesor Mani Tripathi, coinvestigador de LUX, UC Davis.
La mina de oro en Dakota del Sur se cerró en 2000 y en 2004 se comenzó a desarrollar el sitio en un laboratorio subterráneo. LUX será el primer gran experimento que se alojará allí. Se espera que la instalación comience a fines del verano, luego de que el agua haya sido bombeada fuera de la mina.
Fuente original: UC Davis News
