.Closing In on Dark Matter Deep Underground: The Quest To Find the Universe’s Missing 85%
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.Closing In on Dark Matter Deep Underground: The Quest To Find the Universe’s Missing 85%
지하 깊은 곳의 암흑 물질에 접근: 우주의 85%가 사라진 곳을 찾는 탐구
Theresa Fruth, 시드니 대학교 저자2024년 9월 3일5개의 댓글5분 읽기 페이스북 지저귀다 핀터레스트 전보 공유하다 LUX-ZEPLIN 외부 광전 증배관 LZ의 외부 광전증배관 튜브는 배경 입자 상호작용으로부터 빛을 수집합니다. 출처: Matthew Kapust/Sanford Underground Research Facility LZ
암흑 물질 실험은 암흑 물질을 감지하기 위한 탐구를 계속하고 있으며, 대형 제논 탱크를 이용하여 지하 깊은 곳에서 발생하는 희귀한 입자 상호 작용을 포착하고 있습니다. 아직까지 암흑 물질 입자가 발견된 적은 없지만, 실험을 통해 잠재적인 입자 특성을 다수 제외함으로써 탐색 범위를 더욱 세분화했습니다. 암흑 물질의 미스터리 우주의 물질 대부분은 사라졌습니다. 과학자들은 우주의 물질의 약 85%가 보이지 않는 암흑 물질로 이루어져 있다고 믿고 있으며, 이는 주변에 미치는 중력 효과를 통해 간접적으로만 감지되었습니다.
전 세계 과학자 250여 명으로 구성된 저와 동료들은 LUX-ZEPLIN (또는 LZ)이라 불리는 암흑 물질 실험을 진행하면서, 이 암흑 물질이 정확히 무엇으로 만들어졌는지 알아내기 위한 오랜 탐구에서 얻은 최신 연구 결과를 보고했습니다 . 다크 매터 연구의 최신 발견 우리는 아직 암흑 물질이 구성되어 있다고 믿는 애매한 입자를 발견하지 못했지만, 그 속성에 대해 지금까지 가장 엄격한 한계를 설정했습니다. 또한 감지기가 예상대로 작동하고 있으며 앞으로 더 나은 결과를 낼 수 있음을 보여주었습니다. 저희의 결과는 8월 26일 시카고에서 열린 TeV Particle Astrophysics 2024 컨퍼런스 와 브라질 상파울루에서 열린 LIDINE 2024 컨퍼런스 에서 보고되었습니다 . 저널 논문은 앞으로 몇 주 안에 심사를 위해 제출될 예정입니다.
LZ 중앙 검출기 시간 투사 챔버 LZ의 중앙 감지기, 시간 투사 챔버, 지하로 배달되기 전 지상 연구실에 있습니다 . 출처: Matthew Kapust/Sanford Underground Research Facility
암흑 물질이란 무엇인가? 천문학자들이 우주를 볼 때, 그들은 별, 가스, 은하의 눈에 보이는 물질이 전부가 아니라는 증거를 봅니다. 은하가 얼마나 빨리 회전하는지, 빅뱅의 잔여 광선의 패턴과 같은 많은 현상은 대량 의 보이지 않는 물질, 즉 암흑 물질의 존재로만 설명할 수 있습니다.
그렇다면 이 암흑 물질은 무엇으로 만들어졌을까요? 우리는 현재 이러한 천문 관측을 설명할 수 있는 어떤 종류의 입자도 알지 못합니다. 암흑 물질 관측을 설명하려는 수십 개의 이론이 있는데, 이국적인 미지의 입자부터 작은 블랙홀이나 중력 이론의 근본적인 변화에 이르기까지 다양합니다.
그러나 아직 그 중 어느 것도 옳다는 것이 증명되지 않았습니다. 다크 매터에서 WIMP의 역할 가장 인기 있는 이론 중 하나는 암흑 물질이 소위 "약하게 상호 작용하는 거대한 입자"(또는 WIMP)로 구성되어 있다고 제안합니다. 이러한 비교적 무거운 입자는 관찰된 중력 효과를 일으킬 수 있으며 또한 매우 드물게는 일반 물질과 상호 작용할 수 있습니다.
이 이론이 맞는지 어떻게 알 수 있을까요? 글쎄요, 우리는 이 입자들이 항상 지구를 흐르고 있다고 생각합니다. 대부분은 아무것과도 상호 작용하지 않고 지나가겠지만, 가끔 WIMP가 원자핵에 직접 충돌할 수도 있습니다. 그리고 이런 충돌을 우리가 찾아내려고 하는 것입니다. 깊은 곳에서 암흑 물질 감지 LZ 실험은 미국 사우스다코타주 지하 약 1,500m의 오래된 금광에 위치하고 있습니다.
실험을 깊은 지하에 배치하면 가능한 한 많은 배경 방사선을 차단하는 데 도움이 됩니다. 실험은 7톤의 액체 크세논으로 채워진 대형 이중벽 탱크로 구성되어 있으며, 크세논은 영하 98도(175 켈빈)의 온도까지 냉각된 비활성 기체입니다.
암흑 물질 입자가 크세논 핵에 부딪히면 작은 섬광을 방출해야 합니다. 저희 감지기에는 이러한 섬광을 감지하기 위한 494개의 광 센서가 있습니다. 과학자들이 LZ 실험을 위한 센서 배열을 완성했습니다. 암흑 물질 탐지의 과제 물론, 암흑 물질 입자가 이런 섬광을 만들어낼 수 있는 유일한 것은 아닙니다. 주변 환경과 탱크와 탐지기 자체의 재료에서도 여전히 일부 배경 복사가 있습니다. 우리가 암흑 물질의 징후를 보고 있는지 알아내는 데 있어서 중요한 부분은 이 배경 복사를 더 이국적인 것에서 분리하는 것입니다. 이를 위해 우리는 암흑 물질이 있거나 없을 때 볼 수 있을 것으로 예상되는 결과에 대한 자세한 시뮬레이션을 합니다.
이러한 시뮬레이션은 제가 2015년에 박사 학위를 시작하면서 시작된 실험에서 제가 맡은 많은 부분의 초점이었습니다. 저는 또한 감지기 모니터링 센서를 개발했고, 2021년에 데이터 수집을 시작한 지하 중앙 감지기의 통합 및 시운전을 담당했습니다. 그물을 더 조여라 우리의 최근 결과는 암흑 물질의 흔적을 보여주지 않습니다. 그러나 그것은 우리가 많은 가능성을 배제할 수 있게 했습니다. 우리는 양성자보다 약 10배 무거운 1.6×10-26kg 이상의 질량을 가진 입자의 흔적을 발견하지 못했습니다 . 이러한 결과는 검출기에서 280일 분의 관찰을 기반으로 합니다. 궁극적으로 우리는 1,000일 분의 관측을 수집하는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 더욱 찾기 힘든 잠재적인 암흑 물질 입자를 찾을 수 있을 것입니다.
mssoms 메모 240904629
암흑물질을 어떻게 찾을 수 있을까? 어쩌면 qpeoms 구조의 피라미드 형태의 열역학적으로 감지될 수 있다. 피라미드의 꼭대기는 qpeoms의 중앙부이며 굉장히 높은 온도를 사이드 온도와의 차이를 보인다. 이는 등고선과 유사하다.
암흑물질.c이 예민하게 감지 된다면 좁고 뜨거운 피라미드 탑.a이거나 넓고 차가운 피라미드 밑바닥.b일 것이다. 문제는 암흑물질이 온도에 반응하느냐는 점인데, 온도는 보통물질의 아원자 내지 원자.분자가 운동하여 생긴 점에서 암흑물질.c이 보통물질.ab이 아니면 반응할리 없다. ab>>|c| 아니기 때문에 a=b><|c|반응할리 없다.
그러나 msbase.outside에 암흑물질이 존재한다는 나의 정의역()에 입각하면 암흑물질은 단지 영역이 다른 이유이지 중력에 반응하는 질량을 가진 msbase.matter이다. 이를 집합론 ABC로 개념증명된다.
고로, 운이 좋다면 피라미드 msbase의 역피미드 암흑물질이 수면위로 떠올라 Top and top에 의한 열역학적으로 암흑물질 qpeoms 피라미드에서 감지될 것으로 보인다. 허허.
mssoms memo 240904629
How can we find dark matter? Maybe it can be detected thermodynamically in the pyramid shape of the qpeoms structure. The top of the pyramid is the center of the qpeoms and shows a very high temperature difference from the side temperature. This is similar to the contour line.
If dark matter.c is sensitively detected, it will be a narrow and hot pyramid top.a or a wide and cold pyramid bottom.b. The problem is whether dark matter reacts to temperature, but since temperature is created by the movement of subatomic or atomic molecules of ordinary matter, dark matter.c cannot react unless it is ordinary matter.ab. Since ab>>|c| is not, a=b><|c| cannot react.
However, based on my definition domain() that dark matter exists in msbase.outside, dark matter is msbase.matter with mass that reacts to gravity, just because the area is different. This is proven conceptually with set theory ABC.
Therefore, if we are lucky, the inverse Pyramid dark matter of the pyramid msbase will likely float to the surface and be detected in the thermodynamically dark matter qpeoms pyramid by Top and Top. Hehe.
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