Harry Cohen Tanugi

Le détecteur de matière noire le plus sensible du monde fonctionne

Les physiciens de l'expérience LUX-ZEPLIN (LZ) ont annoncé les résultats du premier essai scientifique de leur détecteur de matière noire.

Le détecteur LZ est le détecteur de matière noire le plus sensible au monde et l'équipe a annoncé que l'expérience fonctionne comme prévu et a publié des "résultats significatifs". un communiqué de presse révèle.

Bien qu'elle n'ait pas détecté de matière noire lors de cette première série d'expériences, les signes sont prometteurs pour une équipe qui a l'intention d'utiliser la machine pour jeter une nouvelle lumière sur l'une des grandes questions de l'humanité. mystères de l'univers.

L'équipe du détecteur de matière noire donne le coup d'envoi des expériences cosmiques

Le détecteur LZ, situé sous terre dans le Dakota du Sud, est composé de plusieurs réservoirs imbriqués de xénon liquide, chacun mesurant 1,5 mètre de haut et 1,5 mètre de large. Il a été placé sous terre afin qu'il y ait le moins de bruit de fond possible pour l'expérience visant à détecter les insaisissables particules de matière noire.

On espère qu'une particule de matière noire volera dans l'espace et finira par rebondir sur l'un des atomes de xénon. Cela agitera les électrons libres en un éclair qui sera enregistré par l'expérience.

Le premier essai du détecteur LZ a duré 60 jours, du 25 décembre au 16 mai. Cependant, les scientifiques ont souligné le fait qu'ils jouent un long jeu d'attente.

"Nous recherchons des reculs de très, très basse énergie selon les normes de la physique des particules. C'est un processus très, très rare, s'il est visible", a déclaré Hugh Lippincott, physicien à l'UC Santa Barbara et membre de l'équipe LZ, lors d'une conférence de presse tenue hier, le 7 juillet. "Vous pouvez tirer une particule de matière noire à travers 10 millions d'années-lumière de plomb et vous attendre à une seule interaction à la fin de cette année-lumière."

La matière noire fait référence à la mystérieuse matière non comptabilisée qui représente environ 85 % de la masse totale de l'univers. Bien qu'elle n'ait jamais été détectée directement, nous savons qu'elle existe en raison de l'effet gravitationnel qu'elle exerce sur les objets spatiaux observables.

L'un des principaux candidats visés par les expériences de détection de la matière noire, telles que le site Expérience DAMA/LIBRA en Italie, est la WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Ces particules ont une masse mais n'interagissent pratiquement jamais avec la matière ordinaire, c'est pourquoi une machine ultra-sensible est nécessaire pour les détecter.

Le détecteur LZ a 1 000 jours d'expériences programmés

LZ est 30 fois plus grand et 100 fois plus sensible que son prédécesseur, l'expérience Large Underground Xenon. Bien que la construction a commencé sur le nouveau détecteur en 2018, les expériences ont été retardées par Covid-19. Aujourd'hui, les choses semblent se dérouler sans problème. "La collaboration a bien fonctionné pour calibrer et comprendre la réponse du détecteur", a déclaré Aaron Manalaysay, physicien au Berkeley Laboratory et membre de l'équipe LZ, dans un communiqué du Berkeley Lab. communiqué de presse. "Considérant que nous l'avons mis en marche il y a seulement quelques mois et pendant les restrictions du COVID, il est impressionnant que nous ayons déjà des résultats aussi significatifs."

Le détecteur de matière noire le plus sensible du monde vient de livrer des
Le détecteur de matière noire LUX-ZEPLIN. Source : Matthew Kapust/Sanford Underground Research Facility (Installation de recherche souterraine de Sanford)

Les chercheurs du détecteur LZ ont mis en évidence un total de 335 détections qui semblaient prometteuses au cours des 60 premiers jours de fonctionnement de la machine. Aucune ne s'est avérée être un WIMP, mais l'équipe a pu éliminer une gamme de masse des expériences futures. À terme, l'équipe sera en mesure d'éliminer progressivement les plages de masse en déterminant avec précision les masses que les particules ne peuvent pas avoir. Cela réduira continuellement les paramètres des expériences futures, rendant plus probable la détection de WIMPs lors des tentatives ultérieures.

Le détecteur LZ a prévu 1 000 jours de fonctionnement, ce qui signifie qu'environ 20 fois plus de données seront collectées. Et chaque ensemble de données a plus de chances que le précédent de dévoiler enfin le grand mystère de la matière noire.



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