Institute for Particle and Nuclear Physics, Wigner RCP, HAS

2011. április 13-án, szerdán jelentette be Elena Aprile (Columbia University, New York, NY), hogy kiértékelték a XENON100 kísérlet 100 nap alatt összegyűjtött adatait, és 3 olyan eseményt találtak, amelyek akár utalhatnának az ún. WIMP-részecskék („weakly interacting massive particle”) detektálására is, amelyek a feltételezések szerint az Univerzum sötét anyagát alkotják. Mivel azonban ugyanezen időszakra a WIMP nélkül is látniuk kellett volna 1.8 ±0.6 eseményt (háttér), ezért nem állíthatják, hogy a keresett misztikus részecskék nyomait találták meg a detektorban.

 

A XENON100 kísérletben az olaszországbeli Gran Sasso alagútból nyíló földalatti laboratóriumban, 1400 méternyi kőzet alatt, 160 kg folyékony xenon várakozik arra, hogy egy WIMP beleütközzön valamelyik xenon atommagba, amely visszalökődik és a kölcsönhatás eredményeként egy felvillanás jön létre. A több éve futó kísérlet most érte el azt az érzékenységet, hogy döntő eredményeket szolgáltathat a sötét anyagról. Ugyanis az elmúlt években több földalatti kísérletben (DAMA/LIBRA, CDMS, COGENT) már látni véltek olyan részecskéket, amelyek akár a sötét anyagot is alkothatnák, de az eredmények nem voltak meggyőzőek. A XENON100 kísérletben azonban igyekeztek kiszűrni az összes ismert bizonytalanságot és felkészültek a WIMP-ek még megbízhatóbb detektálására (a mellékelt ábra mutatja a detektor működését).

 

A XENON100 kísérlet eredményét a CERN LHC-nél kutató (magyar) fizikusok is érdeklődéssel várták, mert a kapott eredmények befolyásolhatták volna a higgs és a szuperszimmetrikus részecskék proton-proton ütközésekben való keresését is. A negatív eredmény azt jelzi, hogy továbbra is az LHC kísérleteknek van a legnagyobb esélye megfejteni az Univerzum 24 %-át kitevő sötét anyag titkát.

 

A XENON100 kísérlet tovább folytatja a méréseit a Gran Sasso alagútban, hosszabb ideig figyelve a beütéseket. Párhuzamosan már tervezik a kísérlet továbbfejlesztését: az új detektor egy tonna folyékony xenont tartalmaz majd.

 

Irodalom:

Science News http://www.sciencenews.org/view/generic/id/72744/title/XENON100_fails_to_find_dark_matter

ArXiv http://arxiv.org/abs/1104.2549

APS Physics http://physics.aps.org/articles/v3/78

XENON100 WEBoldal: http://xenon.astro.columbia.edu/