Determinar a natureza das substâncias escuras, a substância invisível que produz a maior parte do nosso universo, é um dos maiores quebra -cabeças da física. Os novos resultados do detector de matéria escura mais sensível do mundo, Lux-Jemplene (LZ), comprimiram as possibilidades de um dos candidatos de Matéria Escura de Top: INORMES ENORMAS EMENCIAMENTAS (IMPRESSIONAÇÕES).
“Embora sempre esperamos descobrir uma nova partícula, é importante determinar os limites do que realmente pode ser a substância escura”, disse Hue Lippcoot, um físico experimental da UC Santa Barbara, Hue Lippincoat. Os cientistas suspeitaram da existência de substâncias sombrias por décadas, mas continua sendo uma substância misteriosa – mas desempenha um papel fundamental na estrutura do universo.
O LZ Dakota do Sul sofreu substâncias escuras de uma caverna no subterrâneo de cerca de 1,6 km do Sunford Underground Research Facility (SRF). Os novos resultados do teste exploram a interação de substâncias escuras fracas do que antes de pesquisar e limita o que os wamps podem ser. Os resultados analisam dados valiosos de 280 dias: um novo conjunto de 220 dias combinado com 60 corridas anteriores da primeira execução da LZ (coletada entre março de 2023 e abril de 2024). O teste planeja coletar mil dias de dados valiosos antes do final de 2021.
A parte interna do detector LEZ contém dois tanques de titânio aninhados que são preenchidos com dez toneladas de zenon líquido transparente, é tão denso que cria um ambiente extremamente isolado, livre da palavra “mundo” e é adequado para capturar os sinais mais ruins que podem ser um índice de Wimp. Espero mergulhar em um núcleo de zenon para um Wump, ele é movido, assim como um hits de uma bola na fila no jogo da piscina. Ao coletar luz e elétrons emitidos durante a interação, a LZ captura o sinal potencial de WIMP e outros dados. Esse núcleo líquido de genon são tanques acrílicos preenchidos com mais detectores externos (ODS) cercados pelo skintleter líquido carregado de gadolínio.
A sensibilidade do LZ pode reduzir o fundo do detector de inúmeras médias, mentiras que podem disfarçar ou ocultar a interação de uma substância escura. O subterrâneo profundo, o detector está protegido do espaço dos raios cósmicos. Para reduzir a radiação natural de objetos diários, o LZ foi construído a partir de milhares de peças ultracleanas e de baixa radiação. O detector é construído como uma cebola, cada camada é bloqueada fora da radiação ou rastreia as interações de partículas para negar a imitação da substância escura. E, novas técnicas sofisticadas de análise ajudam a cancelar as interações em segundo plano.
Um dos grupos fundadores da UCSB LZ foi o físico da UCSB Harry Nelson, que organizou a primeira reunião da LZ na UCSB em 2002. A equipe é atualmente composta pelos membros do corpo docente Lippincot e Nelson, o pesquisador pós -decororal Chami Amarasing e TJ Whavie e Gradue Jangwai Thanwai, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan, Jordan. Outros colaboradores do resultado incluem doutorado recente. Jack Bergeman, agora pesquisador do Pacific North West Laboratory Pós -Dortorais e ex -pesquisador de pós -graduação; Tarun Advit Kumar, agora é um estudante de graduação no Perimeter Institute. Scott Hasselchordt, o coordenador de física para os resultados, recebeu seu doutorado. Da UCSB em 2018 e agora Professor Assistente da Universidade de Michigan.
Os nêutrons, partículas subtormais que armazenam hidrogênio em cada átomo, estão entre os fatores mais comuns do sinal do WIMP. Nelson e UCSB lideraram o design, fabricação e comissionamento, elementos críticos que ajudam a cancelar essas partículas e permitir uma descoberta real.
“O complicado sobre nêutrons é que eles também entram em contato com os núcleos zenon, o que é um sinal que esperamos dos WIMPs”, disse Trusk, “disse Truss.” OD é ótimo para identificar os nêutrons e confirmar a identificação de um wimp sem obter resposta.
Redon também é um Mimik WIP, para o qual os cientistas devem estar vigilantes. “Redon passa por uma sequência especial de dano, alguns dos quais podem estar errados para Wamps”, disse Bergman. “Uma das tarefas que pudemos realizar nessa corrida é identificar Redon e procurar toda a decisão no detector para evitar enganá -los para WIMPS”.
Para permitir um resultado forte e eliminar o viés inconsciente, a cooperação da LZ aplica uma técnica chamada “salga” que adiciona sinais de WIP falsos ao coletar dados. Até o final de “Unsating” no final, disfarçando dados originais, os pesquisadores podem evitar o viés inconsciente e impedir que sua análise explique ou mude.
“Estamos empurrando o limite para um sistema de governo, onde as pessoas nunca procuram substâncias escuras antes”, disse Hasselswordt. “Existe a tendência de um homem de olhar para os padrões nos dados; portanto, quando você entra nesse novo sistema de governança, é realmente importante que nenhum viés o vagueia se você descobrir que deseja obtê -lo corretamente”.
Com esses resultados, a área das possibilidades do que os WIMPs pode ser é dramaticamente estreita, que todos os cientistas que buscam a substância escura permitem que sua pesquisa se concentre melhor e rejeite os modelos errados de como o universo opera. Este é um jogo longo, incluindo a coleta de mais dados no futuro e fará mais do que acelerar a busca por substâncias escuras.
“Nosso teste é sensível a eventos raros com raízes em vários campos da física”, disse Amarsingh. “Alguns exemplos são neutrinos solares, decaimentos atraentes de certos isótopos de genon e até outros tipos de substâncias escuras. Com a gravidade desses resultados em nossas costas, estou muito interessado em passar mais tempo nessas pesquisas”.
Nelson disse: “O Departamento de Física da UCSB tem uma longa história de busca de substâncias escuras, começando com um dos primeiros resultados publicados no departamento de física”, disse Nelson. Entre os membros da faculdade anterior estão David Calwell (agora morto) e Michael Withrell, atualmente diretor do Laboratório Lawrence Berkeley. David Hell (agora aposentado) Sinais de matéria escura falsa tem muitas técnicas para suprimir os sinais que agora estão empregados em todo o campo de substâncias escurecentes. “Através do Departamento de Física, da faculdade de cartas e ciências, a administração e os subsídios particulares têm apoiado fortemente os esforços de substâncias sombrias por décadas e contribuíram consideravelmente para o Lez”.
O Lez é a cooperação de cerca de 250 cientistas nos Estados Unidos, Reino Unido, Portugal, Suíça, Coréia do Sul e Austrália; A maioria dos testes de definição de trabalho é feita pelos pesquisadores do edifício, gerenciando e analisando a carreira primária. A cooperação já está ansiosa para expandir nossas técnicas de análise de dados para a próxima análise do conjunto de dados e sujeito escuro com menor escuro. Os cientistas também estão pensando em possíveis atualizações para melhorar a LZ e planejar a próxima geração de detector de substâncias escuras chamado XLZD.
A LZ é apoiada pelo Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciências, Escritório de Física de Energia Superior e Centro Nacional de Computação Científica de Energia, um Escritório de Usuários de Ciências da DOE. Lez é apoiado pelo Conselho de Ciência e Tecnologia do Reino Unido; A Fundação portuguesa de Ciência e Tecnologia; Swiss National Science Foundation e Instituto de Ciência Básica, Coréia. Mais de 38 instituições de ensino superior e pesquisas avançadas prestaram assistência ao LEZ. O apoio à instalação de pesquisa subterrânea de Sunford sempre foi importante para os esforços da UCSB da LZ.
