Μια διεθνής ομάδα φυσικών που εργάζονται στο πιο ευαίσθητο πείραμα στον κόσμο για την ανακάλυψη σωματιδίων σκοτεινής ύλης, ανακοίνωσε χθες πως στις πρώτες 90 ημέρες λειτουργίας του πειράματος LUX, δεν εντοπίστηκε κάποιο σωματίδιο που θα μπορούσε να αποτελεί υποψήφιο για τη σκοτεινή ύλη.
H σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 85% περίπου της ύλης στο Σύμπαν, αλλά το πρόβλημα για τον εντοπισμό της είναι πως δεν αλληλεπιδρά με κανέναν γνωστό τρόπο με την κανονική ύλη. H αναγκαιότητά της πηγάζει από αστρονομικές παρατηρήσεις: τα άστρα και τα σμήνη γαλαξιών δε φαίνονται να κινούνται όπως ακριβώς επιτάσσει η θεωρία μας για τη βαρύτητα.
Αυτό μπορεί να σημαίνει είτε πως η γενική θεωρία της σχετικότητας είναι λάθος, παρόλο που συμφωνεί πολύ καλά με τις υπόλοιπες παρατηρήσεις, είτε πως υπάρχει περισσότερη ύλη στο Σύμπαν από αυτή που βλέπουμε, η οποία μπορεί να εξηγήσει την απρόσμενη ασυμφωνία στην κίνηση των άστρων και των γαλαξιακών σμηνών με τη θεωρία.
Οι περισσότεροι επιστήμονες τάσσονται υπέρ της θεωρίας της άγνωστης αυτής μορφής ύλης καθώς τα αστρονομικά στοιχεία την ευνοούν, αν και υπάρχουν και αρκετοί που έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους σε εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας.
Το πείραμα LUX (Large Underground Xenon), λαμβάνει χώρα σε ένα ορυχείο 1.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους στη Νότια Ντακότα των ΗΠΑ.
Στην καρδιά του πειράματος βρίσκεται ένα δοχείο με 368 κιλά υγρού ξένου, στη θερμοκρασία των -101ο C, το οποίο περιβάλλεται από μία δεξαμενή 270 κυβικών μέτρων νερού. Αυτή τη στιγμή είναι το πιο ευαίσθητο πείραμα σκοτεινής ύλης στον κόσμο, εξαιτίας του ανιχνευτή του ο οποίος έχει τουλάχιστον τη διπλάσια διακριτική ικανότητα από τα υπόλοιπα πειράματα.
Τέτοια πειράματα στήνονται τόσο βαθιά μέσα στη Γη ώστε να προστατευτούν από την ακτινοβολία του περιβάλλοντος. Το συγκεκριμένο ορυχείο χρυσού μάλιστα, έχει ξεχωριστή θέση στην ιστορία της φυσικής καθώς τη δεκαετία του ΄70 είχε χρησιμοποιηθεί για την ανακάλυψη των νετρίνων, ενός ακόμη είδους σωματιδίων που αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη, γεγονός που οδήγησε και στην απονομή του βραβείου Νόμπελ Φυσικής το 2002.
Η αρνητική έκβαση του πρώτου γύρου του πειράματος LUX αποκλείει καταρχήν μερικούς πιθανούς υποψήφιους τύπους σωματιδίων. Η επικρατέστερη κατηγορία τέτοιων σωματιδίων είναι τα WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles).
Εάν υπάρχουν αυτά τα σωματίδια θα έπρεπε να συμμετάσχουν σε αντιδράσεις με τα άτομα ξένου, προσπίπτοντας στα ηλεκτρόνιά τους, και διώχνοντας τα εκτός τροχιάς, μεταβάλλοντας το φορτίο τους.
Ωστόσο το LUX, δεν εντόπισε στον πρώτο γύρο του πειράματος στοιχεία από τέτοιες αντιδράσεις, γεγονός που σημαίνει πως τα WIMPS, εάν υπάρχουν θα πρέπει να έχουν μικρότερη μάζα από ότι πιστεύαμε.
Θα ακολουθήσει μία ακόμη περίοδος 300 ημερών συνεχούς λειτουργίας, όπου το πείραμα θα ρυθμιστεί έτσι ώστε να μπορεί να ανιχνεύσει ελαφρύτερα σωματίδια, πριν μπορέσουν οι επιστήμονες να αποκλείσουν με σιγουριά κάποια από τα πιθανά υποψήφια σωματίδια.
Μέχρι τότε, οι απανταχού επιστήμονες έχουν στραμμένη την προσοχή τους σε αυτό και σε άλλα πειράματα που εξελίσσονται στη Γη και στο διάστημα, για την επίλυση ενός εκ των μεγαλύτερων μυστηρίων της σύγχρονης φυσικής.
