Ia tidak memancarkan sinaran elektromagnetik dan tidak ada yang benar-benar tahu apa itu, tetapi itu tidak menghentikan sekumpulan penyelidik Eropah daripada mengembangkan alat yang akan digunakan para saintis untuk mengesan dan menentukan sifat bahan gelap yang membentuk 1 / 4 jisim alam semesta kita.
Para penyelidik dari University of Zaragoza (UNIZAR) dan Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, di Perancis), membuat andaian mengenai sifat materi gelap berdasarkan kajian teori, dan mengembangkan alat yang disebut "bolometer berkilau" untuk mengesan hasilnya interaksi bahan gelap dengan bahan di dalam pengesan.
"Salah satu cabaran terbesar dalam Fizik hari ini adalah untuk mengetahui hakikat sebenar materi gelap, yang tidak dapat dilihat secara langsung - walaupun sepertinya merupakan seperempat dari jagat raya. Oleh itu, kita harus berusaha untuk mengesannya menggunakan prototaip seperti yang telah kita kembangkan ”, kata Eduardo García Abancéns, seorang penyelidik dari Makmal Fizik Nuklear dan Astropartikel UNIZAR, kepada SINC.
García Abancéns adalah salah seorang saintis yang mengerjakan projek ROSEBUD (singkatan dari Rare Objects SEarch with Bolometers UndergrounD), inisiatif kolaborasi antarabangsa antara Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS-University of Paris-South, di Perancis) dan Universiti Zaragoza, yang memfokuskan diri untuk mencari bahan gelap di Bima Sakti.
Para saintis telah bekerja selama satu dekad yang lalu dalam misi ini di Canfranc Underground Laboratory, di Huesca, di mana mereka telah mengembangkan pelbagai alat pengesan kriogenik (yang beroperasi pada suhu mendekati sifar mutlak:? 273,15 ° C). Yang terbaru adalah "bolometer scintillating", peranti 46 gram yang, dalam hal ini, mengandung "scintillator" kristal, yang terdiri dari bismut, bercambah dan oksigen (BGO: Bi4Ge3O12), yang bertindak sebagai pengesan bahan gelap.
Secara semula jadi, untuk membina apa-apa jenis pengesan bahan gelap, para penyelidik harus membuat beberapa andaian mengenai sifat bahan gelap itu sendiri. Teknik pengesanan yang dikembangkan oleh penyelidik didasarkan pada sejumlah kajian teori yang menunjukkan zarah-zarah yang disebut WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) sebagai penyusun utama bahan gelap.
"Teknik pengesanan ini didasarkan pada pengukuran serentak cahaya dan haba yang dihasilkan oleh interaksi antara pengesan dan WIMP hipotetis yang, menurut berbagai model teoritis, menjelaskan adanya materi gelap", jelas García Abancéns.
Pengkaji menerangkan bahawa perbezaan kilauan dari pelbagai zarah memungkinkan kaedah ini membezakan antara isyarat yang akan dihasilkan oleh WIMP dan yang lain dihasilkan oleh pelbagai unsur sinaran latar belakang (seperti zarah alfa, beta atau gamma).
Untuk mengukur jumlah haba yang sangat kecil yang dihasilkan, alat pengesan mesti disejukkan ke suhu yang hampir dengan sifar mutlak, dan kemudahan kriogenik, diperkuat dengan batu bata plumbum dan polietilena dan dilindungi dari sinaran kosmik kerana ia berada di bawah gunung Tobazo, telah dipasang di makmal bawah tanah Canfranc.
"Bolometer berkilau baru telah menunjukkan prestasi yang sangat baik, membuktikan daya maju sebagai pengesan dalam eksperimen untuk mencari bahan gelap, dan juga sebagai spektrometer gamma (alat yang mengukur jenis radiasi ini) untuk memantau latar belakang radiasi dalam eksperimen ini," kata García Abancéns.
Bolometer berkilau kini berada di Pusat Universiti Orsay di Perancis, di mana pasukan ini berusaha untuk mengoptimumkan pengumpulan cahaya peranti, dan melakukan percubaan dengan kristal BGO yang lain.
Kajian ini, yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Optical Materials, adalah sebahagian daripada projek EURECA Eropah (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Inisiatif ini, di mana 16 institusi Eropah mengambil bahagian (termasuk Universiti Zaragoza dan IAS), bertujuan untuk membina alat pengesan kriogenik satu tan dan menggunakannya dalam dekad berikutnya untuk memburu perkara gelap Alam Semesta.
Sumber: FECYT (Sepanyol)
