Pourquoi les physiciens recherchent la matière noire à 2 kilomètres sous terre

Autant que puissent en juger les astronomes qui étudient l’univers observable, seulement 5 % environ de celui-ci est constitué de matière. Le reste, soit l’écrasante majorité, est constitué de matière noire (environ 27 %) et d’énergie noire (environ 68 %).

La matière noire est une matière invisible qui n’émet pas sa propre lumière et interagit simplement avec la matière typique par gravité, comme en témoignent les galaxies et les amas de galaxies. Étant donné qu’il semble y en avoir cinq fois plus que la matière ordinaire, les chercheurs sont bien sûr à la recherche de preuves directes de sa présence.

Une méthode pour le trouver, peut-être de manière contre-intuitive alors que la matière noire discute de ce que nous voyons dans les étoiles et les galaxies, consiste à se diriger sous terre.

Il existe un certain nombre d’installations souterraines partout dans le monde où les physiciens tentent de trouver des signes de particules massives à faible engagement (Pushovers), entre autres choses, comme déterminer les effets des neutrinos. Le concept est que les Pushovers devraient voyager à travers la Terre tout le temps lorsqu’ils se déplacent dans la zone, donc pour les détecter, nous avons simplement besoin de détecteurs suffisamment sensibles pour enregistrer ces faibles interactions.

 » Dans [l’expérience Stanford LUX-ZEPLIN], 2 réseaux électriques massifs utilisent un champ électrique à travers le volume du liquide, qui presse les électrons libérés vers la surface du liquide « , Hugh Lippincott, professeur associé de physique à l’Université de Californie, Santa Barbara, a expliqué dans un article pour The Discussion.

 » Lorsqu’ils franchissent la surface, ils sont attirés dans l’espace au-dessus du liquide, qui est rempli de gaz xénon, et accélérés par un autre champ électrique pour produisent un deuxième éclair de lumière. 2 grandes variétés de capteurs de lumière collectent ces 2 éclairs de lumière, et ensemble, ils permettent aux chercheurs de reconstruire la position, l’énergie et le type d’interaction qui a eu lieu. « 

Ces

détecteurs sont remarquables, et même s’ils n’apprennent pas ce qu’est la matière noire, ils peuvent aider à déterminer ce qu’elle est. ce n’est pas le cas. Le problème, cependant, est que si vous les placiez à la surface, ils découvriraient un bruit bien excessif.

 » Dans le monde, cependant, nous sommes continuellement entourés de niveaux faibles et non dangereux de radioactivité provenant de traces. éléments– généralement l’uranium et le thorium– présents dans l’environnement, ainsi que les rayons cosmiques de l’espace », a poursuivi Lippincott.  » L’objectif de la chasse à la matière noire est de développer un détecteur aussi délicat que possible, afin qu’il puisse voir la matière noire, et de le placer dans un endroit aussi silencieux que possible, afin que le signal de la matière noire puisse être vu au-dessus de la radioactivité de fond. . « 

Pour cette raison, les détecteurs de matière noire sont placés profondément sous le sol. En Ontario, au Canada, les scientifiques devraient effectuer un voyage quotidien de 2 kilomètres sous terre, puis marcher davantage à l’intérieur d’une mine en activité pour atteindre SNOLAB, le laboratoire propre le plus profond de la planète.

Enregistrées

Les événements de l’expérience LUX-ZEPLIN, profondément sous les Black Hills du Dakota du Sud, ont été d’environ 5 par jour. , bien inférieur aux mille milliards d’occasions qu’il trouverait à la surface. Néanmoins, les chercheurs ont écarté la matière noire comme cause possible de tous ces phénomènes. Mais avec la poursuite des expériences, on espère qu’ils pourront découvrir des preuves de toutes les choses manquantes dans l’espace lointain, au plus profond du sous-sol.