A Világegyetem még nem mutatta meg magát teljesen. Hiába tartunk házkutatást jobbnál jobb teleszkópokkal, kiderül, hogy a házigazda a cucc közel egyharmadát rejtegeti. Az Univerzum anyagának mintegy 30%-a ún. sötétanyag. Tudjuk, hogy valahol ott lapul, de nem bukkant a nyomára még senki. Akinek sikerül, nagyobb sztár lesz talán annál is, mintha megnyert volna egy valóságsót. Bizonyos, hogy ellátogathat Stockholmba átvenni a Nobel-díjat.

Dél-Dakotában egy már bezárt aranybányában számos derék tudós 1,5 km mélyre jár dolgozni. A sötétanyag megtalálásának egyik módja, ha sikerül olyan részecskéket kimutatni, amelyek anyagi részecskék, van nekik nem nulla (nyugalmi) tömegük és eddig megbújtak előlünk. A tudósok WIMP-eket, azaz gyengén kölcsönható anyagi részecskéket keresnek oly módon, hogy csalinak egy nem mindennapi anyagot használnak (egy xenon nevű nemesgázt), nem mindennapi halmazállapotban és nem mindennapi mennyiségben.

A szép URL-lel rendelkező (http://www.sanfordundergroundlaboratoryathomestake.org) helyen régóta dolgoznak mindenféle bújkáló részecskék (pl. neutrínó) elfogásán. A 2002-es fizikai Nobel-díjat megosztva az Raymond Davis kapta, aki az aranybányában 1965-ben már neutrínó detektort épített.

séta a mélyben

Az immár több mint egy évtizede nem működő bányában a világ legmélyebben levő tudományos laboratóriuma jön létre DUSEL (Deep Underground Science and Engineering Laboratory) néven. Hasonló dologban sántikálnak a Gran Sasso Nemzeti Laboratóriumban Olaszországban is, ahol L’Aquila város alatt zajlanak a kutatások. 2009-ben nagy földrengés sújtotta a várost, de a laboratórium sértetlen maradt. 

a LUX nevű detektor külső felépítése

A WIMP-ek keresése egy speciális detektorral történik, amelynek a lényege, hogy egy tartályban levő folyékony xenon (Dél-Dakotában 350 kg) nagy szeretettel várja a settenkedő részecskéket. Ha találkozik velük (azaz azok eltalálják a kellemesen nagyméretű Xe atomokat), akkor felvillanás és ionizáció történik, amelyet az érzékelők azonnal jeleznek. A detektort azért kell olyan mélyre bújtatni, hogy más részecskék és sugárzás ne zavarják meg a méréseket. 

a tartály és külső rétegei

A detektor persze nem egy hordó xenonból áll. A nagy tisztaságú kb. -103 Celsius fokos xenon folyamatosan kering, a hűtésről folyékony nitrogén gondoskodik és száznál is több érzékelő lesi a xenon felvillanásait a 175 nm-es hullámhosszon.

Egyelőre a tudósok nem kapták el a WIMP-ek grabancát, de ha ez megtörténik, az hatalmas eredmény és ünnep lenne és nem csupán a részecskefizikusoknak. A sötétanyag megtalálása fellebbentené a fátylat az Univerzum számos titkáról, például a hozzánk közeledő galaxisok szándékairól is.

Ez a helyzet.

A képek forrása és további fotók: http://www.flickr.com/photos/luxdarkmatter/with/3451268312/