Yakın zamanda CJPL-II'ye yükseltilmesinin ardından artık dünyanın en büyük ve en derin yer altı tesisi olan Çin Jinping Yeraltı Laboratuvarı (CJPL), karanlık maddenin gizemini çözme arayışıyla faaliyete geçti.
Evrendeki maddenin yüzde 80'inden fazlasını oluşturan bu görünmez madde, onlarca yıldır süren bilimsel araştırmalara rağmen bulunması zor bir madde olarak kaldı.
Sichuan'ın Liangshan Yi Özerk Bölgesi'ndeki Jinping Dağı'nın altında yer alan CJPL-II, 2.400 metrelik (1,49 mil) şaşırtıcı bir kayanın altına gömüldü ve onu kozmik ışınlardan ve karanlık madde verilerine müdahale edebilecek diğer arka plan gürültülerinden koruyor.
Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden fizik profesörü Wick Haxton'un belirttiği gibi, 330.000 metreküp alanı kaplayan tesis, büyük yer altı tesislerinin verimli bir şekilde inşasına olanak tanıyan olağanüstü yatay erişime sahiptir.
Laboratuvar karanlık madde parçacıklarını nasıl tespit ediyor?
CJPL-II'nin temel amacı, karanlık maddeyi tespit etmek Işıkla etkileşime girmeden sıradan maddenin içinden geçtiğine inanılan parçacıklar.
Bunu başarmak için laboratuvarda iki adet yükseltilmiş karanlık madde dedektörü bulunuyor: Parçacık ve Astrofiziksel Ksenon Deneyleri (PandaX) ve Çin Karanlık Madde Deneyi (CDEX).
PandaX, potansiyel karanlık madde parçacıklarını tespit etmek için sıvı ksenon kullanıyor. Bu parçacıklar ksenon atomlarıyla çarpıştığında, sensörler ışık parlamalarını yakalayarak bilim adamlarına önemli veriler sağlıyor.
Öte yandan CDEX, karanlık madde parçacıkları kendisiyle etkileşime girdiğinde elektrik sinyallerini kaydeden daha yüksek hassasiyetli bir germanyum detektörü kullanıyor. Bu iki deneyin kombinasyonu, son derece nadir olsalar bile yakalanması zor karanlık madde parçacıklarının yakalanma şansını artırıyor.
Dedektörler öncelikle karanlık madde için önde gelen bir aday olan Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıkları (WIMP'ler) tespit etmeye odaklanıyor. Otuz yılı aşkın bir süre önce tahmin edilen bu parçacıklar, 2021'de dünyanın en hassas WIMP dedektörlerinden elde edilen boş bulguların da gösterdiği gibi, henüz doğrudan gözlemlenmedi.
Ancak karanlık madde araştırmaları WIMP'lerle sınırlı değil. Eksen gibi diğer alternatifler de değerlendirme aşamasındadır.
İyileştirilmiş Jinping laboratuvarı, karanlık madde parçacıklarının birbirleriyle etkileşime girdiği kendi kendine etkileşime giren karanlık maddenin (SIDM) ilgi çekici olasılığı da dahil olmak üzere bu alternatiflerin araştırılmasına katkıda bulunmaya hazırlanıyor.
Dahası, CJPL-II'nin benzersiz yetenekleri, onu, bileşiminin doğası gibi, karanlık madde hakkındaki temel soruları yanıtlayacak şekilde konumlandırıyor.
Yaygın bir teori, karanlık maddenin henüz tespit edilmemiş atom altı parçacıklardan oluştuğunu öne sürerken, bu düşünceye meydan okuyan alternatif teoriler varlığını sürdürüyor. İyileştirilmiş laboratuvarın karanlık madde parçacık etkileşimini tespit etme yeteneği, uzun süredir devam eden bu tartışmayı potansiyel olarak çözebilir.
Carnegie Mellon Üniversitesi'nden astrofizikçi Matthew Walker, CJPL-II'nin misyonunun önemini vurguladı ve karanlık madde parçacığı anıtsal bir başarı olacaktır.
Beklentisini şöyle ifade etti: “Karanlık maddenin ne olduğunu öğrenmek için uzun zamandır bekliyorduk.”
CJPL-II'nin önemi karanlık madde araştırmalarının ötesine uzanıyor. İyileştirilmiş tesisleri, sağladığı derinlik ve erişimle birlikte, onu evrenin gizemlerini araştıran bilim adamları için hayati bir varlık haline getiriyor.
Laboratuvar bilinmeyeni araştırırken, evrenin en kafa karıştırıcı gizemlerinden birine ışık tutma vaadini taşıyor.
Laboratuvardaki çalışmalara ilişkin tüm ayrıntılar ve bilgiler dergide belgelenmiştir.Doğa.
Dünya heyecanla sonucu beklerken, iyileştirilmiş Jinping laboratuvarı kozmik senfoninin önemli bir oyuncusu olarak ortaya çıkıyor ve evrenin bileşimi ve karanlık maddenin anlaşılması zor doğası hakkındaki temel soruları yanıtlamaya hazırlanıyor.
Kaynak bağlantısı