An brathadóir faoi thalamh LUX, suiteáilte agus san umar. Creidmheas íomhá: CH Faham agus an comhoibriú LUX.

D’fhéadfadh ábhar dorcha a bheith go hiomlán dofheicthe

Níor shocraigh turgnamh LUX ach na teorainneacha is doichte riamh ar ábhar dorcha, agus d’fhéadfadh go dtiocfadh linn cosán difriúil a threorú go hiomlán.

"Maidir liomsa ní i bhfocail ach i dtomhais atá an freagra is fearr." -Elena Aprile

Is é an t-ábhar dorcha an tsubstaint is dícheallaí a braitheadh ​​riamh sa Cruinne, agus fiú ag an am sin, níor aimsíodh í ach go hindíreach. Tá a fhios againn go n-idirghníomhaíonn sé go himtharraingteach, ach tá sé chomh tanaí agus idirleata nach dtugann seans do thurgnaimh ar an Domhan an idirghníomhaíocht sin a fheiceáil. Ina áit sin, más mian linn an cineál nua ábhair seo a fheiceáil go díreach, ní mór dúinn a bheith ag súil go mbeidh idirghníomhaíocht bhreise ann: bealach chun ábhar dorcha a scaipeadh ón ngnáthábhar, agus athghairm a dhéanamh mar gheall ar imbhualadh. I bhfógra níos luaithe inniu, rinne Comhoibriú LUX - ag rith an turgnaimh Xenon Móra Faoi Thalamh - an cuardach is faide, is doimhne, is íogaire ar ábhar dorcha riamh, ag úsáid 370 cileagram de xeanón leachtach leis an mbrathadóir ag rith ar feadh 20 mí san iomlán. An toradh deiridh? Níor breathnaíodh imbhualadh ábhar dorcha amháin.

Teorainneacha an eisiaimh ar scaipthe ábhar-neodrón dorcha a scaoiltear inniu, 21 Iúil, 2016, ag comhoibriú LUX. Creidmheas íomhá: Comhoibriú LUX, a fuarthas ó chaint A. Manalaysay.

Tugann éagsúlacht mhór breathnuithe réaltfhisiceacha le fios go bhfuil ábhar dorcha ann, agus cuireann siad in iúl go bhfuil sé i Haló ollmhór timpeall ar gach réaltra mór a breathnaíodh riamh. Teastaíonn ábhar dorcha chun ár mbreathnuithe ar gach rud a atáirgeadh ó chuair rothlaithe réaltraí go lúbadh imtharraingthe solais timpeall braislí; ó struchtúr filiméid mhórscála na Cruinne go dtí na luaineachtaí beaga bídeacha i gcúlra na micreathonn cosmaí; ó chomhghaolta na réaltraí 500 milliún solasbhliain seachas na mion-réaltraí is lú ar fad a bheith ann. Rud is iontaí, breathnaímid ar ábhar dorcha ag scaradh ón ngnáthábhar nuair a imbhuaileann dhá bhraisle réaltra ollmhóra. Gan ábhar dorcha, titeann na mínithe ar na feiniméin seo as a chéile; tá a fhios againn go gcaithfidh sé a bheith fíor.

Ceithre bhraisle réaltraí imbhuailte, a thaispeánann an scaradh idir X-ghathanna (bándearg) agus imtharraingt (gorm). Creidmheas íomhánna: X-gha: NASA / CXC / UVic. / A.Mahdavi et al. Optúil / Lionsa: CFHT / UVic. / A. Mahdavi et al. (barr ar chlé); X-gha: NASA / CXC / UCDavis / W.Dawson et al .; Optúil: NASA / STScI / UCDavis / W.Dawson et al. (barr ar dheis); ESA / XMM-Newton / F. Gastaldello (INAF / IASF, Milano, an Iodáil) / CFHTLS (bun ar chlé); X-gha: NASA, ESA, CXC, M. Bradac (Ollscoil California, Santa Barbara), agus S. Allen (Ollscoil Stanford) (bun ar dheis).

Ach má tá sé fíor, ba mhaith linn i ndáiríre a bheith in ann é a bhrath go díreach, faoi dhálaí saotharlainne. Chun é sin a dhéanamh, caithfimid rud a bheith ar eolas againn faoi nádúr na gcáithníní in ábhar dorcha féin, toisc go gcaithfimid idirghníomhú leis an ngnáthábhar: leis na cáithníní sa tSamhail Chaighdeánach, na cinn a bhfuil a fhios againn conas a bhrath anseo ar an Domhan.

Cáithníní agus frith-chomhábhair an tSamhail Chaighdeánaigh. Creidmheas íomhá: E. Siegel.

Mar sin, cad iad na féidearthachtaí atá ann don idirghníomhaíocht sin? D’fhéadfadh sé tarlú trí líon ar bith cosán, agus réimse leathan maiseanna ceadaithe don ábhar dorcha. Tá cúpla gné i gcoiteann ag na samhlacha is coitianta, áfach:

  • Tá ábhar dorcha acu go léir nach bhfuil ag idirghníomhú tríd an idirghníomhaíocht láidir núicléach nó leictreamaighnéadach.
  • Tá ábhar dorcha acu go léir i mais-raon atá níos troime ná mais leictreon, agus níos ísle ná uasfhuinneamh an LHC.
  • Agus bíonn ábhar dorcha acu go léir ag idirghníomhú tríd an idirghníomhaíocht núicléach lag nó trí fhórsa nua atá níos laige ná sin, ach atá níos láidre ná an idirghníomhaíocht imtharraingthe.

Má tá tú sásta na toimhdí sin a dhéanamh, tagann dearadh turgnamhach ginearálta chun cinn: tóg bailiúchán mór adamh agus féach an suaitheadh ​​a chuirfeadh cáithnín ábhair dhorcha a théann thar a chéile.

Saotharlann faoi thalamh LUX. Creidmheas íomhá: CH Faham agus an LUX Comhoibriú.

Ag déanamh turgnaimh roimhe seo mar CDMS agus a chomharbaí, Edelweiss, PandaX agus Xenon, bhailigh an comhoibriú LUX níos mó sonraí ar íogaireacht níos mó ná aon turgnamh roimhe seo. Le raon íogaireachta a leagann an taifead ó díreach timpeall an cúigiú cuid de mhais prótóin (~ 0.2 GeV / c2) go dtí thart ar deich n-uaire mais an cháithnín is troime ar a dtugtar, tá an barr-quark (níos mó ná 1,000 GeV / c2), LUX ní amháin go raibh na teorainneacha idirghníomhaíochta níos ísle ná riamh, ach i bhfad níos ísle ná mar a dearadh an turgnamh chun iad a bhrú.

Léaráid den bhrathadóir LUX. Creidmheas íomhá: Comhoibriú LUX, léaráid le David Taylor, James White agus Carlos Faham.

Dar le Rick Gaitskell, comh-urlabhraí LUX:

Leis an toradh deiridh seo ó chuardach 2014–2016, bhrúigh eolaithe Chomhoibriú LUX íogaireacht na hionstraime go leibhéal feidhmíochta deiridh atá 4 huaire níos fearr ná bunchuspóirí an tionscadail. Bheadh ​​sé iontach dá mbeadh comhartha soiléir ábhar dorcha seachadta ag an íogaireacht fheabhsaithe. Mar sin féin, tá an méid a thugamar faoi deara ag teacht leis an gcúlra amháin.
An t-ionchas iarmharta cúlra sa bhrathadóirí LUX, lena n-áirítear an chaoi a bhfuil líon na n-ábhar radaighníomhach ag meath le himeacht ama. Tá na comharthaí a fheiceann LUX comhsheasmhach leis an gcúlra amháin. Creidmheas íomhá: DS Akerib et al., Astropart.Phys. 62 (2015) 33, 1403.1299.

Rialaíonn torthaí LUX na brathadóirí tadhaill go léir ó thurgnaimh mar DAMA, LIBRA agus CoGeNT; rialaíonn sé an chuid is mó de na samhlacha d’ábhar dorcha ó shár-shiméadracht agus seach-thoisí. Ciallaíonn sé go bhfuil sé i gceist go bhfaighidh go leor turgnaimh leanúnacha ar ábhar dorcha rud ar bith ar chor ar bith. Trí bhrathadóir ultra-íogair a líonadh le níos mó ná an tríú cuid de thona de xeanón leachtach, dhéanfadh imbhualadh aonair idir cáithnín ábhair dhorcha agus núicléas xeanón reoil a bheadh ​​infheicthe ag na fótaileastóirí timpeall air.

Na feadáin fótamlipéadóra suiteáilte ar bhun an bhrathadóra LUX. Creidmheas íomhá: CH Faham agus an LUX Comhoibriú.

Trí an brathadóir a adhlacadh níos mó ná míle faoi thalamh, sciath le carraig, agus timpeall air taobh istigh d’umar uisce 72,000 galún, ard-íonachta, tá sé cosanta ó ghhathanna cosmacha, imeachtaí gréine, radaíocht trastíre agus foinsí éillithe eile. Nuair a thugtar cuntas ar na cúlraí uile a bhfuil súil leo - lena n-áirítear radaighníomhaíocht nádúrtha, muons agus neodrinos cosmacha - is é tátal an chomhoibrithe LUX gur breathnaíodh iomlán imeachtaí nialasacha suntasacha thar an tréimhse ama 20 mí a rith an turgnamh, ó 2014-2016. Dar leis an gcomh-urlabhraí Dan McKinsey:

De réir mar a d’athraigh muirear agus freagra comhartha éadrom an turgnaimh LUX beagán thar thréimhse cuardaigh an ábhair dhorcha, lig ár gcalabrúcháin dúinn cúlraí radaighníomhacha a dhiúltú go seasta, síniú ábhar dorcha dea-shainithe a choinneáil chun cuardach agus cúiteamh a dhéanamh ar thógáil beag muirear statach. ar bhallaí brathadóra istigh Teflon.
Tar éis gach rud a shamhaltú agus cuntas iomlán a thabhairt ar chúlraí, níor fhan ach trí imeacht, agus d’fhéadfadh tosca seachtracha seachas ábhar dorcha gach ceann díobh a mhíniú. Creidmheas íomhá: A. Manalaysay, sleamhnán # 42 dá chuid cainte IDM2016.

Trí mheon iomlán de theicnící diúltaithe cúlra agus calabrúcháin nua a reáchtáil, d’éirigh LUX íogair d’imeachtaí a mbeadh ráta thar a bheith beag bídeach acu. Mar a shonraigh eolaí tionscadail LUX, Aaron Manalaysay:

Chuir na teicnící cúramach seo maidir le laghdú cúlra agus calabrúcháin beachtais agus samhaltú ar ár gcumas iarrthóirí ábhair dhorcha a iniúchadh nach ndéanfadh comharthaí ach cúpla imeacht in aghaidh na haoise i gcileagram xeanón.
Torthaí a scaoileadh agus a foilsíodh níos luaithe i mbliana ó chomhoibriú LUX, gan ábhar dorcha a áireamh ag íogaireacht shonrach. Tá torthaí nua suas le ceithre huaire níos fearr. Creidmheas íomhánna: DS Akerib et al. (Comhoibriú LUX); Corp. An tUrramach Lett. 116, 161301 agus 161302.

Tá an bhrath null dochreidte, agus tá impleachtaí ann:

  1. Is é is dóichí nach mbeidh ábhar dorcha comhdhéanta de, 100%, de na hiarrthóirí WIMP is minice a cheaptar.
  2. Ní dócha go ndéanfar cibé ábhar dorcha, i bhfianaise thorthaí LUX, a tháirgeadh ag an LHC.
  3. Agus is beag seans go mbeidh ábhar dorcha lasmuigh den raon maise caighdeánach, i bhfad níos ísle (mar atá le haiseanna nó neodrónna steiriúla) nó i bhfad níos airde (mar atá le WIMPzillas).
Baill Comhoibriú LUX, amhail 2010. Creidmheas íomhá: Comhoibriú LUX.

Oibríonn sé seo do mhúnlaí ábhar dorcha spleách-spleách agus neamhspleách, rud a chiallaíonn nach cuma cén cineál cáithnín chandamach - coipeadh nó bosón - a tharlaíonn a bheith. Pé scéal é, ní amháin go bhfuaireamar é, ní bhfuaireamar chomh cruinn beacht go bhfuil sé thar am againn na “samhlacha is dóichí” a ghlacadh agus a bheith ag smaoineamh ar bhealach difriúil. Maidir leis an Cruinne seo, b’fhéidir go ndearna na réaltaí “ligean go mbeadh solas ann,” ach léirigh LUX dúinn nach é an t-ábhar dorcha an rud a cheapamar a bhí á lorg againn.

Bhí an post seo le feiceáil den chéad uair ag Forbes, agus tugann ár lucht tacaíochta Patreon saor in aisce duit é. Déan trácht ar ár bhfóram, & ceannaigh ár gcéad leabhar: Beyond The Galaxy!