Nas profundezas das Black Hills de Dakota do Sul, no Sanford Underground Research Facility (SURF), um detector de matéria escura inovador e exclusivamente sensível, o experimento LUX-ZEPLIN (LZ), liderado pelo Lawrence Berkeley National Laboratory, passou por uma fase de teste de operações de lançamento e obteve os primeiros resultados.
Pesquisadores relatam o início de um trabalho científico completo. Os primeiros dados científicos, publicados em um artigo no site do experimento LZ, mostraram que todas as configurações foram feitas corretamente. O dispositivo está pronto para procurar matéria escura.
O LUX-ZEPLIN está localizado a mais de 1,5 km de profundidade no Sanford Underground Research Center, em Dakota do Sul. O experimento é projetado para capturar wimps, partículas massivas hipotéticas de interação fraca. Colocar os sensores no subsolo deve protegê-los da radiação cósmica, que pode abafar os sinais de matéria escura.
A base do detector são dois tanques de titânio aninhados contendo cerca de 10 toneladas de xenônio líquido muito puro. Eles são visualizados usando fotomultiplicadores (PEMs) capazes de detectar fontes de luz fracas. Recipientes de gás são colocados em um sistema detector maior para capturar partículas que podem imitar um sinal de matéria escura.
Colisões de partículas em xenônio causam cintilações visíveis ou flashes de luz, que são registrados pelo FEP, explicam os cientistas. Além disso, essas interações também arrancam elétrons dos átomos de xenônio, fazendo com que eles se desloquem para o topo da câmara sob a influência do campo elétrico. Lá eles vão criar outro flash, que permite a reconstrução do evento espacial. Os pesquisadores analisam as características da cintilação (luminescência de curta duração) para determinar os tipos de partículas que interagem no xenônio.
Invisível porque não emite, absorve ou espalha luz, a matéria escura é fundamental para nossa compreensão do universo. Por exemplo, a presença de matéria escura, estimada em cerca de 85% da massa total do universo, determina a forma e o movimento das galáxias.
Até agora, ninguém conseguiu encontrar partículas de matéria escura. Os pesquisadores acreditam que o novo detector, que se tornou o mais sensível do mundo, ajudará a resolver esse problema. “Planejamos coletar cerca de 20 vezes mais dados nos próximos anos, então estamos apenas começando. Temos muita ciência para fazer e é muito interessante!” disse Hugh Lippincott, pesquisador da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e participante do experimento LZ.
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