Σκοτεινή ύλη: Η Κίνα εγκαινιάζει το μεγαλύτερο και βαθύτερο εργαστήριο του κόσμου

Έπειτα από μεγάλο πρόγραμμα επέκτασης που διήρκεσε τρία χρόνια, η Κίνα εγκαινίασε το μεγαλύτερο και βαθύτερο εργαστήριο του κόσμου, το οποίο φιλοδοξεί να λύσει το μεγάλο μυστήριο της σκοτεινής ύλης, αυτού του υποθετικού υλικού που γεμίζει το Σύμπαν αλλά παραμένει άφαντο.

Χτισμένο βαθιά στην πλαγιά ενός βουνού από μάρμαρο, κάτω από 2.500 μέτρα βράχου, το αναβαθμισμένο Υπόγειο Εργαστήριο του Τζινπίνγκ (CJPL) έχει πλέον όγκο 330.000 κυβικών μέτρων και ξεπερνά έτσι το ρεκόρ όγκου και βάθους που κατείχε ως τώρα το Εθνικό Εργαστήριο του Γκραν Σάσο στην Ιταλία.

Η επέκταση του εργαστηρίου, το οποίο κατασκευάστηκε στη μέση ενός τούνελ που ανοίχτηκε για τη δημιουργία υδροηλεκτρικού εργοστασίου, επέτρεψε την αναβάθμιση των μεγάλων ανιχνευτών της εγκατάστασης, αναφέρει ο δικτυακός τόπος του Nature.

H σκοτεινή ύλη παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής και της κοσμολογίας από τότε που η ύπαρξή της προτάθηκε τη δεκαετία του 1930.

Οι αστρονόμοι άρχισαν τότε να συνειδητοποιούν ότι η βαρυτική έλξη της ύλης που βλέπουμε στο Σύμπαν δεν επαρκεί για να εξηγήσει την κίνηση των γαλαξιών –τα άστρα δείχνουν να περιφέρονται γύρω από τα κέντρα των γαλαξιών με υπερβολικά μεγάλη ταχύτητα, τόσο μεγάλη ώστε θα έπρεπε να είχαν εκσφενδονιστεί στο Διάστημα.

Η επικρατέστερη εξήγηση είναι ότι το Σύμπαν είναι γεμάτο με κάποια μορφή ύλης που δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη και επιπλέον εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν ανακλά το φως. Το υλικό αυτό φαίνεται ότι βρίσκεται παντού και αντιστοιχεί στο 80% της συνολικής μάζας του Σύμπαντος.

Όμως, παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, κανείς δεν έχει καταφέρει να ανιχνεύσει άμεσα την σκοτεινή ύλη ή να προσδιορίσει τη σύστασή της.

Απομόνωση

Δεκάδες εργαστήρια σε όλο τον κόσμο αναζητούν λύση στο μυστήριο, όμως το CJPL δείχνει να προηγείται σε κάποιες παραμέτρους.

Χάρη στα πετρώματα που το κρατούν απομονωμένο, το εργαστήριο δέχεται μόνο το 0,000001% των κοσμικών ακτίνων που φτάνουν από το Διάστημα στην επιφάνεια της Γης. Πρόκειται για σωματίδια πολύ υψηλής ενέργειας που επηρεάζουν τον εξοπλισμό και εμποδίζουν την ανίχνευση των ασθενών σημάτων σκοτεινής ενέργειας.

Ένας από τους ανιχνευτές του CJPL προσπαθεί να ανιχνεύσει αχνές λάμψεις που θα παράγονταν όταν ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης πέσει σε μια δεξαμενή με υγρό ξένο. Με την επέκταση του εργαστηρίου η δεξαμενή μεγάλωσε από τα 120 κιλά ξένου στους 4 τόνους.

Τα πρωτεία πάντως διατηρεί το υπόγειο εργαστήριο του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στη Νότια Ντακότα με χωρητικότητα 8,6 τόνων ξένου. Ωστόσο ο ανιχνευτής του CJPL σχεδιάζεται να μεγαλώσει σταδιακά στους 40-50 τόνους.

Με αυξημένη ευαισθησία λειτουργεί επίσης ο ανιχνευτής PandaX-4T στο CJPL, σχεδιασμένος να καταγράφει ενδεχόμενη πρόσκρουση σωματιδίων σκοτεινής ύλης σε μια δεξαμενή νερού. Η χωρητικότητα αυξήθηκε στους 900 τόνους.

Ακόμα, ο ανιχνευτής CDEX που βασιζόταν μέχρι πρότινος σε ένα κιλό του μετάλλου γερμανίνου μεγάλωσε στα 10 κιλά με την προοπτική να φτάσει τον έναν τόνο.

Η διεθνής κούρσα για τη λύση του μεγάλου μυστηρίου εντείνεται.

Και ο νικητής μπορεί σίγουρα να ελπίζει σε ένα Νόμπελ.