fizika

Potraga za tamnom materijom

(Lov na tamnu materiju)

Vaši komentari

Marino Fonović marino.fonovic@ttf.hr www.fonovic.com/astro.html

Tamna materija je zasigurno najaktualnija tema moderne kozmologije. Trenutno se čini vjerojatnijim da je ona sazdana od čestica nazvanih WIMP-ovi (kratica od Weakly Interacting Massive Particles), koje imaju veliku masu i vrlo rijetko stupaju u međudjelovanje s običnom, barionskom tvari.

Prema teoriji WIMP-ovi bi sačinjavali čak 85 posto svekolike mase svemira. Na stotine milijardi WIMP-ova proletjet će kroz vaše tijelo dok budete čitali ovu vijest. Znanstvenici se već cijelo desetljeće bave pitanjem kako bi neki od tog silnog mnoštva WIMP-ova detektirali i tako konačno dokazali da doista postoje.

Kliknite na ilustraciju

Detektor za tamnu materiju napravljen od kristala germanija (snimka: Fermilab)

Okno nekadašnjeg rudnika Soudan u Minnesoti koji je zatvoren još 1963. godine. (snimka Fermilab)

Najnoviji detektor WIMP-ova uskoro će početi s radom u podzemnom rudniku Soudan u američkoj saveznoj državi Minnesota, gdje se kilometar ispod površine Zemlje nalaze podzemni laboratoriji Kalifornijskog instituta za tehnologiju (California Institute of Technology). Uređaj je smješten pod zemljom kako bi se spriječio prolazak drugih vrsta čestica koje bi u detektoru mogle uzrokovati događaje slične onima kakvi se očekuju od WIMP-ova.

Detektor za WIMP-ove je pravo čudo suvremene tehnologije. Sastavljen je od pločica kristala germanija ohlađenih na nevjerojatnih 0,04 stupnja iznad apsolutne ništice!
WIMP-ovi koji skoro bez smetnji prolaze kroz materiju mogli bi se ipak sudariti s atomom germanija u kristalnoj mreži koji bi se pritom zanjihao oko osnovnog položaja što bi registrirali vrlo osjetljivi detektori.

Fizičari čestica su izračunali da bi WIMP-ovi međudjelovali s običnom materijom približno tako često kao nisko energetski neutrini koji su otkriveni još 1956. godine. Ako uzmemo u obzir svu tamnu materiju u svemiru i njezin gravitacijski učinak tada bi WIMP-ovi morali imati milijardu puta veću masu od neutrina. Ako WIMP-ovi imaju primjerice 100 puta veću masu od protona, tada će se u kilogramu germanija sudarili nekoliko puta godišnje. Učestalost sudara dala bi barem približnu predodžbu o masi WIMP-ova. Teoretski je detektorom moguće registrirati WIMP-ove čija je masa 40 puta veća od mase protona.

U projektu učestvuju vrhunski stručnjaci iz različitih oblasti fizike i astronomije te vrsni tehnolozi koji su se morali pobrinuti za čitavo mnoštvo inovativnih tehničkih rješenja. Osim fizičara krute tvari i niskih temperatura te fizičara čestica tu su još i astrofizičari. Tako impozantna skupina morala se okupiti zbog zahtjevnosti projekta. Svi oni dobro znaju da bi u slučaju eventualnog uspjeha u budućnosti uslijedila Nobelova nagrada.

Promatranja pomoću teleskopa nepobitno potvrđuju da tamna tvar postoji. Prema najnovijim saznanjima to je nešto što na okupu drži sve strukture u svemiru uključujući i našu galaksiju. Stoga svi znanstvenici uključeni u ovaj projekt vjeruju da će im konačno poći za rukom da otkriju čestice koje tvore tu nevidljivu ali vrlo važnu supstancu u svemiru.

(04.04.2008.)

vrh

priključite se

Tamna materija

Hladna ili topla tamna materija?