Detektor XENON100 Belum Temukan Partikel Materi Gelap

Tinuku
News KeSimpulan.com - Detektor XENON100 belum menemukan materi gelap. Hasil eksperimen menempatkan batasan baru pada sifat material yang sulit dipahami.

Satu lagi, sebuah eksperimen sensitif di Italia tidak menemukan tanda materi gelap (dark matter) dalam 100 hari perburuan materi yang tidak terlihat tetapi dipercaya mengisi 80 persen massa kosmos. Data negatif yang dikumpulkan oleh eksperimen XENON100 dapat menumbangkan fisika dasar, kata Elena Aprile, fisikawan dan ketua tim dari Columbia University, dan para kolaborator.

Hasil negatif yang diumumkan ke server arXiv tersebut tidak berarti bahwa materi gelap tidak ada. Hanya saja sulit untuk dideteksi dari beberapa pandangan peneliti.

XENON100 adalah tangki berisi 161 kilogram xenon cair dingin yang dikubur di terowongan batuan sedalam 1.400 meter di Gran Sasso Underground Laboratory di Italia. Sinar kosmik yang meniru tindakan partikel materi gelap (partikel palsu) tidak bisa dengan mudah menembus kedalaman.

Sebuah partikel materi gelap memukul inti xenon menyebabkan pantulan lagi, mendorong emisi cahaya dan ionisasi. Rasio jumlah cahaya yang dipancarkan dengan jumlah ionisasi menunjukkan apakah partikel materi gelap ditemukan.

Analisis baru menempatkan eksperimen dalam konflik langsung dengan eksperimen lain dimana bukti untuk versi yang relatif rendah massa partikel materi gelap yang disebut WIMPs (weakly interacting massive particles) yang telah ditemukan.

Kontradiksi dengan perburuan lainnya "adalah hasil utama analisis," kata Rafael Lang, fisikawan dari Columbia University dan kolaborator XENON100.

XENON100 juga telah mulai menempatkan batasan baru tentang seberapa kuat materi gelap berinteraksi dengan materi biasa. Interaksi partikel materi gelap dikendalikan oleh hubungan mereka dengan partikel lain yang diusulkan yaitu Higgs boson yang telah lama diburu.

XENON100 sekarang cukup sensitif untuk mulai meneliti hubungan dan keberadaan Higgs, kata Neal Weiner, teoritikus fisika dari New York University.

Hasil XENON100 juga cenderung menghapus beberapa versi teori fisika partikel yang dikenal sebagai supersimetri. Menurut supersimetri, setiap partikel yang dikenal memiliki pasangan lebih berat tidak terlihat.

"Ini adalah awal dari orang yang benar-benar menyelam ke berbagai model supersymmetric untuk menguji apakah ada atau tidak ada sesuatu di sana," kata Weiner.

Para ilmuwan XENON melihat hasil eksperimen terbaru dan paling luas pada tanggal 4 April lalu. Aprile dan para kolaborator berkumpul di laboratorium lantai 10 Columbia Pupin Hall, sementara anggota tim lainnya menonton di Zurich. Tim Aprile berjajar di sekitar layar komputer dengan sebuah program perangkat lunak analisis data 100,9 hari oleh XENON100 antara Januari dan Juni 2010.

"Rasanya seperti disiram air dingin," kata Aprile.

Namun, eksperimen memberikan batasan baru pada kekuatan partikel materi gelap berinteraksi dengan materi biasa. Batas atas kekuatan interaksi adalah sekitar sepersepuluh estimasi terbaik sebelumnya. Bahkan bisa ada hubungan antara kekuatan interaksi yang dengan dua petunjuk terbaru dari Fermilab's Tevatron yang menyarankan partikel dasar baru, kata Weiner.

Aprile masih berharap data setahun penuh dengan eksperimen XENON100 dimana timnya akan mengklaim deteksi sebuah WIMP. Aprile dan para kolaborator juga mengejar rencana untuk membangun sebuah eksperimen bawah tanah dengan menggunakan satu ton cairan xenon.
  1. XENON100 Collaboration. Dark Matter Results from 100 Live Days of XENON100 Data. arXiv:1104.2549, (Submitted on 13 Apr 2011), http://arxiv.org/abs/1104.2549
Xenon :

http://xenon.astro.columbia.edu/
http://xenon.physics.rice.edu/
http://www.physik.uzh.ch/groups/groupbaudis/xenon/
http://www.physics.sjtu.edu.cn/nigroup/

Elena Aprile http://www.columbia.edu/cu/physics/fac-bios/Aprile/faculty.html
Rafael Lang http://xenon.astro.columbia.edu/lang.html
Neal Weiner http://cosmo.nyu.edu/~nealw/
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment