Trei ani de căutare a materiei întunecate, fără rezultat

Timp de 3 ani oamenii de știință au căutat această misterioasă formă de materie, despre care se crede că menține laolaltă stelele în galaxii și care, deși invizibilă, reprezintă totuși 4/5 din materia din Univers, la 1,5 kilometri adâncime în subteran, într-o fostă mină de aur din Lead, în Dakota de Sud. În cursul zilei de joi ei au anunțat într-o conferință de presă că toate aceste căutări au fost zadarnice, în pofida echipamentelor de ultimă generație folosite în cadrul unui proiect cu un buget de 10 milioane de dolari.

„Suntem mândri că am reușit să facem acest experiment să meargă atât de bine, dar suntem și dezamăgiți pentru că nu am reușit să descoperim ceva”, a susținut fizicianul Daniel McKinsey de la Universitatea California din Berkeley, purtător de cuvânt al acestui proiect finanțat de guvernul american.

Proiectul, denumit Large Underground Xenon experiment (LUX), este unul dintre cele trei experimente derulate simultan pentru a descoperi materia întunecată. Un al doilea proiect este în derulare pe Stația Spațială Internațională (ISS) iar al treilea experiment, care încearcă să genereze materie întunecată, se derulează în cadrul Marelui Accelerator de Particule (Large Hadron Collider), aparținând de CERN.

În cadrul experimentului din Dakota de Sud, 1,5 kilometri de pământ contribuie la izolarea sistemului de radiația de fundal și de alți posibili factori perturbatori. Cercetătorii au folosit o cuvă mare plină cu xenon lichid care ar fi urmat să producă o scânteie atunci când particule denumite WIMPS (weakly interacting massive particles) s-ar fi lovit de lichidul super-rece.

Faptul că nu au observat nicio astfel de particulă în cadrul experimentului îi poate determina pe fizicieni să conceapă o altă strategie de căutare a misterioasei materii întunecate, chiar dacă particulele WIMPS nu pot fi complet excluse din ecuație, conform lui Neal Weiner, directorul Centrului pentru Cosmologie și Fizica Particulelor de la Universitatea din New York, care nu a fost implicat în experimentul din Dakota de Sud.

Deocamdată au început lucrările de modernizare ale detectorului de materie întunecată din Dakota de Sud. Noul proiect are un buget de 50 de milioane de dolari și include o versiune mai performantă a LUX denumită LZ, care va fi de aproximativ 70 de ori mai sensibil decât vechiul detector și va deveni operațional din anul 2020, conform lui Richard Gaitskell de la Universitatea Brown.

Chiar și așa observarea particulelor de materie întunecată nu va fi deloc ușoară, chiar dacă, teoretic, sute de milioane de astfel de particule străbat planeta noastră în fiecare secundă. Problema este că aceste particule interacționează extrem de puțin cu materia ordinară, conform lui Gaitskell, care și-a petrecut ultimii 28 de ani pe urmele materiei întunecate.

„Peste 80% din materia din Univers este materie întunecată. Materia obișnuită apare ici și colo, ca niște plute pe un ocean de materie întunecată (…) Din acest motiv nu ne dăm bătuți. Trebuie să înțelegem ce este această formă de materie”, a mai susținut Gaitskell.

Deocamdată oamenii de știință dispun doar de dovezi indirecte ale existenței acestei forme de materie, dovezi legate în special de modul în care se formează galaxiile și de felul în care lumina este deviată atunci când străbate roiuri galactice. Materia întunecată nu emite și nici nu absoarbe lumina sau radiațiile electromagnetice sau de altă natură și deci nu poate fi observată direct cu telescoapele, oricât de performante ar fi acestea.