V experimentu bylo dosaženo důležitého milníku při hledání podzemní temné hmoty

Překonejte posádky LUX-ZEPLIN COVID-19 Překážky v dosažení důležitého milníku na cestě k zahájení.

Posádky pracující na největším americkém přímém experimentu s detekcí temné hmoty dosáhly minulý měsíc významného milníku a nyní se obracejí ke spuštění po zpožděních kvůli globálním preventivním opatřením proti pandemii.

Dne 21. září úředníci amerického ministerstva energetiky oficiálně schválili dokončení projektu pro LUX-ZEPLIN neboli LZ: ultra citlivý experiment, který používá 10 tun kapalného xenonu k hledání signálů interakcí s teoretizovanými částicemi temné hmoty zvanými WIMP nebo slabě interagující masivní částice. Milník pro dokončení projektu DOE se nazývá Critical Decision 4 nebo CD-4.

Centrální detektor LZ, zobrazený zde během montáže, je umístěn ve velké nádrži na vodu na úrovni 4850 v laboratoři Sanford. LZ bude hledat teoretizované částice temné hmoty známé jako WIMP. Fotografický kredit: Nick Hubbard / Sanford Lab

Tmavá hmota tvoří odhadem 85 procent veškeré hmoty ve vesmíru. Víme, že tam je, protože pozoruje gravitační účinky na normální hmotu, ale zatím nevíme, co to je. LZ je navržen tak, aby zachytil dva záblesky světla, ke kterým dochází při interakci WIMP s jádrem xenonu atom.

„Dokončujeme uvedení detektoru do provozu – testovací fázi – a data LZ budeme studovat příští rok,“ řekl Simon Fiorucci, provozní manažer a fyzik LZ pro spolupráci LZ v laboratoři Lawrence Berkeley v laboratoři DOE (Berkeley Lab). .

LZ bude instalován téměř míli pod zemí v Sanford Underground Research Facility (Sanford Lab) v Lead v Jižní Dakotě. Jeho hloubka poskytuje přirozený štít před neustálým deštěm kosmických paprsků na povrchu Země, které jsou zdrojem šumu částic pozadí, který by mohl utopit signály interakce WIMP hledané vědci. LZ se také skládá ze součástí, které byly jednotlivě vybrány a testovány na nízkou úroveň přirozeně se vyskytujícího záření, což by také mohlo ztěžovat hledání.

Mike Headley, výkonný ředitel Sanford Lab, řekl: „Celý tým Sanford Lab blahopřeje LZ Collaboration k dosažení tohoto důležitého milníku. Tým LZ byl skvělým partnerem a jsme hrdí na to, že ho můžeme hostovat v laboratoři Sanford. Těšíme se na sběr dat LZ příští rok. “

Reakce na pandemii COVID-19 přiměla Sanford Lab omezit své aktivity 25. března na ty, které byly považovány za nezbytné, a 6. května začal přechod zpět k intenzivnějším operacím. Berkeley Lab a další instituce ve spolupráci LZ také snížily své operace v reakci na koronavirus. Pracovníci Sanford Lab a LZ projektu měli to štěstí, že se rychle vrátili do práce, poznamenal Fiorucci.

Série fotonásobičů určených k zachycení signálů vyskytujících se v nádrži na kapalný xenon LZ. Fotografický kredit: Matt Kapust / Sanford Lab

Poznamenal, že aktivity čištění xenonu v laboratoři SLAC National Accelerator Laboratory byly dočasně odloženy kvůli snížení souvisejícím s COVID-19. Xenon purifikovaný na SLAC je dodáván do laboratoře Sanford a převeden na kapalný xenon pro experiment LZ.

„Přes všechny tyto komplikace jsme udělali dobrý pokrok,“ řekl. “Podařilo se nám udržet pracovní sílu v laboratořích Sanford Lab a SLAC a udržet věci v chodu minimálně 80 procentní rychlostí.” Do června jsme byli zpět jmenovitou rychlostí a od té doby jsme v tomto režimu. “

I přesto rizika COVID-19 zůstávají a Fiorucci poznamenal, že pracovníci i nadále dodržují bezpečnostní protokoly ke snížení těchto rizik. Během této fáze uvádění do provozu bude přibližně 15 až 20 zaměstnanců LZ v laboratoři Sanford Lab rozděleno na dvě směny, uvedl Fiorucci a očekává, že se tato pracovní síla udrží do konce tohoto roku.

Po dosažení CD-4 Fiorucci řekl, že je vzrušující mít cílovou čáru v dohledu.

„Do mixu dostáváme mnohem méně technologií – a mnohem více vědy,“ řekl. „Je to rozhodně vzrušující a vzrušující.“ Poznamenal, že členové spolupráce již byli v této pozici: předchůdce LZ, experiment LUX, byl také instalován a provozován ve stejné podzemní výzkumné jeskyni v laboratoři Sanford.

Ale tentokrát je to jiné.