डार्क मैटर के लिए खुदाई: बड़े भूमिगत क्सीनन (लक्स) डिटेक्टर

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आप WIMP कैसे पकड़ते हैं? नहीं, मैं कक्षा में सबसे कमजोर बच्चे को धमकाने के बारे में बात नहीं कर रहा हूँ, मैं कमजोर पक्षीय बातचीत के बारे में बात कर रहा हूँ (उन Wimps)। हालांकि वे परिभाषा के अनुसार "बड़े पैमाने पर" हैं, वे विद्युत चुम्बकीय बल (फोटॉन के माध्यम से) के साथ बातचीत नहीं करते हैं, इसलिए उन्हें "देखा" नहीं जा सकता है और वे मजबूत परमाणु बल के साथ बातचीत नहीं करते हैं, इसलिए उन्हें परमाणु नाभिक द्वारा "महसूस" नहीं किया जा सकता है। यदि हम इन दो ताकतों के माध्यम से डब्ल्यूआईएमपी का पता नहीं लगा सकते हैं, तो हम संभवतः उनका पता लगाने की उम्मीद कैसे कर सकते हैं? आखिरकार, WIMP को पृथ्वी के माध्यम से कुछ भी मारकर उड़ने के लिए प्रेरित किया जाता है, वे हैं उस कमजोर बातचीत। लेकिन कभी-कभी, वे परमाणु नाभिक से टकरा सकते हैं, लेकिन केवल अगर वे सिर पर टकराते हैं। यह एक बहुत ही दुर्लभ घटना है, लेकिन लार्ज अंडरग्राउंड क्सीनन (लक्स) डिटेक्टर को 4,800 फीट (1,463 मीटर या लगभग एक मील) दफन किया जाएगा, जो कि एक पुराने साउथ डकोटा गोल्डमाइन में स्थित है और वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि जब कोई अनलकी WIMP एक जेनोन में धक्कों से टकराएगा परमाणु, प्रकाश की एक फ्लैश पर कब्जा कर लिया जाएगा, यह दर्शाता है काले पदार्थ का पहला प्रायोगिक साक्ष्य

पृथ्वी से देखी गई आकाशगंगाओं में कुछ अजीब गुण हैं। कॉस्मोलॉजिस्टों के लिए सबसे बड़ी समस्या यह बताई गई है कि आकाशगंगाओं (मिल्की वे सहित) में अधिक द्रव्यमान क्यों दिखाई देते हैं, इसकी तुलना तारे गिनकर और अकेले इंटरस्टेलर डस्ट के लिए किया जा सकता है। वास्तव में, ब्रह्मांड का 96% द्रव्यमान नहीं देखा जा सकता है। इस लापता द्रव्यमान का 22% "डार्क मैटर" (74% "डार्क एनर्जी") माना जाता है। डार्क मैटर को कई रूपों में लिया जाता है। बड़े पैमाने पर खगोलीय कॉम्पैक्ट हेलो ऑब्जेक्ट्स (खगोलीय पिंड जिसमें साधारण बैरोनिक पदार्थ होते हैं, जिन्हें नहीं देखा जा सकता है, जैसे न्यूट्रॉन सितारे या अनाथ ग्रह), न्यूट्रिनो और WIMPS सभी को इस लापता द्रव्यमान की ओर योगदान देने के लिए सोचा जाता है। प्रत्येक योगदानकर्ता का पता लगाने के लिए कई प्रयोग जारी हैं। ब्लैक होल को अप्रत्यक्ष रूप से आकाशगंगाओं (या गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग इफेक्ट्स) के केंद्र में होने वाली अंतःक्रियाओं को देखकर पता लगाया जा सकता है, न्युट्रीनो को गहरे भूमिगत दबे हुए द्रव के विशाल टैंकों में खोजा जा सकता है, लेकिन WIMPs का पता कैसे लगाया जा सकता है? ऐसा लगता है कि एक WIMP डिटेक्टर को न्यूट्रिनो डिटेक्टर की किताबों से एक पत्ता निकालना होगा - इसे खुदाई शुरू करने की आवश्यकता है।

कॉस्मिक किरणों जैसे विकिरण से हस्तक्षेप से बचने के लिए, न्यूट्रिनो "टेलिस्कोप" जैसे कम ऊर्जा डिटेक्टर पृथ्वी की सतह के नीचे अच्छी तरह से दफन हैं। पुरानी खान शाफ्ट आदर्श उम्मीदवार बनाती हैं क्योंकि इंस्ट्रूमेंटेशन स्थापित करने के लिए छेद पहले से ही है। न्यूट्रीनो डिटेक्टर पानी के विशाल कंटेनर (या कुछ अन्य एजेंट) हैं, जो बाहर के आसपास अति संवेदनशील डिटेक्टरों के साथ हैं। ऐसा ही एक उदाहरण जापान में सुपर कमिओकांडे न्यूट्रिनो डिटेक्टर है जिसमें 50,000 टन से अधिक की मात्रा में अत्यधिक शुद्ध पानी होता है।चित्र छोड़ दिया)। जैसा कि कमजोर रूप से बातचीत करने वाला न्यूट्रिनो टैंक में पानी के अणु को मारता है, चेरेनकोव विकिरण का एक फ्लैश उत्सर्जित होता है और एक न्यूट्रिनो का पता लगाया जाता है। यह नए बड़े अंडरग्राउंड क्सीनन (लक्स) डिटेक्टर के पीछे मूल प्रमुख है जो शुद्ध पानी के 25 फुट ऊंचे टैंक में निलंबित 600 पाउंड (272 किलोग्राम) तरल क्सीनन का उपयोग करेगा। यदि WIMPs सिद्धांत के दायरे से परे मौजूद हैं, तो यह आशा की जाती है कि ये कमजोर रूप से व्यापक कणों का संपर्क ज़ेनॉन परमाणु के साथ सिर पर टकराएगा, और उनके हल्के वजन के चचेरे भाई की तरह, प्रकाश की एक चमक का उत्सर्जन करेंगे।

रॉबर्ट स्वोबोडा और मणि त्रिपाठी, यूसी डेविस प्रोफेसरों, ने परियोजना के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (एनएसएफ) और अमेरिकी ऊर्जा विभाग के वित्तपोषण में $ 1.2 मिलियन हासिल किए हैं (यह कुल आवश्यक का 50% है)। जब लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (LHC) की तुलना में अरबों की लागत के साथ निर्माण करने के लिए, LUX एक अत्यधिक आर्थिक परियोजना है, जो इस बात की संभावना पर विचार कर रही है कि यह क्या खोज सकता है। क्या WIMP इंटरैक्शन के प्रायोगिक सबूत होने चाहिए, परिणाम बहुत अधिक होंगे। हम WIMP की उत्पत्ति और उनके वितरण को समझने में सक्षम होंगे क्योंकि पृथ्वी संभव अंधेरे पदार्थ प्रभामंडल से गुजरती है जो अप्रत्यक्ष रूप से मिल्की वे में मौजूद है।

काले पदार्थ का पता लगाना1930 के दशक में एंटीमैटर खोजने के बाद से यह सबसे बड़ा सौदा होगा।"- प्रोफेसर मणि त्रिपाठी, लक्स सह-अन्वेषक, यूसी डेविस।

दक्षिण डकोटा में सोने की खान को 2000 में बंद कर दिया गया था और 2004 में साइट को भूमिगत प्रयोगशाला में विकसित करने का काम शुरू हुआ। लक्स वहां पर रखे जाने वाला पहला बड़ा प्रयोग होगा। यह आशा की जाती है कि खदान से पानी बाहर निकालने के बाद, स्थापना देर से शुरू होगी।

मूल स्रोत: यूसी डेविस समाचार

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