تبدیل معدن طلا به آزمایشگاه مطالعه ماده تاریک در عمق یک کیلومتری

دانشمندان در استرالیا یک معدن طلا را در عمق یک کیلومتری زمین به یک آزمایشگاه فیزیک برای مطالعه ماده تاریک تبدیل کرده‌اند که با ۱۰۰ تن فولاد محافظت شده است.

به گزارش هفت‌گرد و به نقل از آی‌ای، در بیانیه مطبوعاتی سازمان علوم و فناوری هسته‌ای استرالیا(ANSTO) آمده است که یک معدن طلا که در ویکتوریای استرالیا در عمق بیش از یک کیلومتری زیر زمین واقع شده است، به “آزمایشگاه فیزیک زیرزمینی استاول”( Stawell Underground Physics Laboratory) برای مطالعه ماده تاریک تبدیل شده است.

دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک که یک ماده نامرئی است و تا حد زیادی برای بشر ناشناخته است، ۸۵ درصد از جرم جهان ما را تشکیل می‌دهد و دانشمندان برای دانستن بیشتر در مورد آن در حال ساخت آشکارسازهای ماده تاریک هستند و یکی از حساس‌ترین این آشکارسازها نیز در ماه گذشته نتایج قابل توجهی ارائه کرد.

مانند همه چیز در دنیای علم، یک موضوع فقط با یک مجموعه داده اثبات نمی‌شود، بلکه داده‌ها همچنین باید قابل تکرار و تأیید باشند و برای انجام این کار در این موضوع، آشکارسازهای دیگری نیز باید ساخته شوند. یکی از این آشکارسازها آشکارساز ماده تاریک “SABRE” است که در این آزمایشگاه زیرزمینی تازه افتتاح شده استرالیا قرار دارد.

آشکارساز ماده تاریک SABRE

SABRE مخفف “سدیم یدید با رَد پس‌زمینه فعال” است. این آشکارساز از یک ظرف با ابعاد ۲.۶ متر در ۳.۱ متر تشکیل و از فولاد خالص و عاری از رادیواکتیویته ساخته شده است. داخل آن ۱۲ تن جرقه‌زن مایع وجود دارد که ماده‌ای است که می‌تواند تشعشعات پرانرژی را به نور مرئی تبدیل کند. این جرقه‌زن بر اساس یک حلال آلی به نام “آلکیل بنزن خطی”(LAB) ساخته شده و با مواد شیمیایی فلورسنت مخلوط شده است.

درون این جرقه‌زن مایع، بلورهای سدیم یدید فوق خالص قرار دارند که در تشخیص فعل و انفعالات ماده تاریک نقش دارند. برای امکان‌پذیر ساختن این تشخیص، لوله‌های ضرب‌کننده نوری(PMT) – ابزارهایی که می‌توانند حتی یک فوتون نور را نیز تشخیص دهند- به کریستال‌های سدیم یدید و همچنین مایع جرقه‌زن جفت شده‌اند.

محققان می‌دانند که برهمکنش ماده تاریک با ماده عادی، نادر است. بنابراین هر تشخیص نوری که هم در بلورها و هم در مایع جرقه‌زن رخ دهد، رد می‌شود.

در بیانیه مطبوعاتی دانشمندان آمده است که علاوه بر این، مایع جرقه‌زن به عنوان یک وتو کننده‌ فعال عمل می‌کند، زیرا تابش پس‌زمینه را از بین می‌برد. این یک پیشرفت بزرگ نسبت به آزمایشگاه قبلی در ایتالیا موسوم به “DAMA/LIBRA” است که وظیفه تشخیص ماده تاریک را بر عهده دارد.

حفاظت اطراف آشکارساز ماده تاریک

محققان علاوه بر ویژگی‌های این آشکارساز جدید، لایه‌های حفاظتی متعددی برای جلوگیری از رسیدن تشعشعات سایر منابع به آن اضافه کرده‌اند. یکی از آنها محل قرارگیری این آزمایشگاه در عمق یک کیلومتری زمین است.

این آشکارساز که در مکانی قرار گرفته که زمانی یک معدن طلا بوده است، نمی‌تواند توسط تشعشعات کیهانی دچار اختلال شود. علاوه بر این، این مجموعه در یک سالن تحقیقاتی قرار دارد که ۳۳ متر طول، ۱۰ متر عرض و ۱۲.۳ متر ارتفاع دارد. در بیانیه مطبوعاتی آمده است که در حین ساخت این آزمایشگاه حدود ۴۷۰۰ متر مکعب سنگ از محل حفاری خارج شده است.

ضمن اینکه خود آشکارساز نیز به شدت با حدود ۱۰۰ تن محافظ فولادی و پلیمری محافظت می‌شود.

“ریچارد گرت” مشاور ارشد این پروژه گفت: برای مدت طولانی، درک ما از ماده تاریک در تاریکی بوده است. حذف تشعشعات پس‌زمینه به محققان این اطمینان را می‌دهد که هر ذره‌ای که آنها شناسایی می‌کنند، چیز دیگری جز ماده تاریک نیست.

سازمان علوم و فناوری هسته‌ای استرالیا جدا از درک ماده تاریک، قصد دارد از این مرکز برای اندازه‌گیری حساس نمونه‌های محیطی و همچنین برای بررسی توسعه سیستم‌های بیولوژیکی در غیاب تشعشعات پس‌زمینه استفاده کند.

محققان می‌گویند، ما تازه شروع به کشف چیستی ماده تاریک کرده‌ایم و شناخت بیشتر در مورد رفتار آن حتی ممکن است با بهترین نظریه‌های ما درباره جهان در تضاد باشد.