W pogoni za ciemną materią

Konsorcjum naukowców z kilkunastu instytucji biorących udział w eksperymencie pod nazwą Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) liczy na wykrycie hipotetycznych cząstek, których miliardy przenikają ciało ludzkie w czasie każdej sekundy.

WIMP (ang. Weakly Interacting Massive Particle) jest - jak sama jej nazwa na to wskazuje - cząstką, która bardzo słabo oddziałuje z materią. Jeśli jednak istnieje i zgodnie z przewidywaniami stanowi główny składnik ciemnej materii, może stać się jedną z najważniejszych cząstek występujących w przyrodzie. Stanie się tak dlatego, że ciemna materia, jak wynika z najnowszych oszacowań, może stanowić nawet 85 procent całej masy Wszechświata.

Stąd zrozumiałe zainteresowanie WIMP-ami w środowisku naukowców, które przeradza się w rywalizację pomiędzy poszczególnymi zespołami pracującymi nad projektami mającymi na celu wykrycie tych hipotetycznych cząstek (m.in. eksperyment Xenon 10 w laboratorium Gran Sasso we Włoszech). Odkrywcy okryją się zasłużoną chwałą i zapewnią sobie miejsce w panteonie największych naukowych sław. Eksperyment CDMS rozpoczął się w podziemnym laboratorium w Stanford skąd został przeniesiony do wspomnianej kopalni Soudan.

Jak do tej pory umieszczone tam, ściśle chronione przed promieniowaniem kosmicznym i promieniotwórczością naturalną i wychłodzone do temperatury bliskiej absolutnego zera superczułe detektory nie zarejestrowały żadnego sygnału, który byłby dowodem na istnienie WIMP. Nie zrażeni tym naukowcy planują kolejne przenosiny do jeszcze głębiej położonego miejsca w znanym z badań nad neutrinami (detektor z 1000 ton "ciężkiej wody") podziemnym laboratorium Sudbury Neutrino Observatory w kanadyjskim stanie Ontario.

Ilość germanu w detektorach ma wzrosnąć z dotychczasowych 3,7 kg do 25 kilogramów co znacznie zwiększy prawdopodobieństwo detekcji WIMP. Naukowcy pracujący w ramach projektu CDMS obliczyli, ze jeżeli WIMP-y mają masę przekraczającą 100 razy masę protonu wtedy w kilogramie germanu znajdującego się w detektorze przeciętnie kilka razy w roku powinno dojść do zderzenia cząstki z jądrem atomu tego pierwiastka, co spowoduje jego delikatne drgnięcie. Rejestracja tego wydarzenia będzie pierwszym dowodem na istnienie WIMP-ów. "Obserwacje wykonywane za pomocą teleskopów potwierdzają istnienie ciemnej materii.

Dzięki niej istnieją wszystkie kosmiczne struktury włącznie z naszą Galaktyką. Odkrycie słabo oddziałujących masywnych cząstek pozwoli ostateczne poznać naturę ciemnej materii, która w tak znaczący sposób wpływa na powstawanie galaktyk i ewolucję Wszechświata" - powiedział Joseph Dehmer z National Science Foundation w Arlington w Wirginii.(PAP)