Tamne materije nema pa nema

Još sedamdesetih i osamdesetih godina je posmatranjem svemira utvrđeno da nema dovoljno vidljive materije kojom bi se objasnila jačina gravitacije unutar i između galaksija. Ako nema klasične „normalne“ materije, to znači da ima nekakve nevidljive, „tamne materije“. Ovu tezu kosmolozi su listom usvojili i od tada pokušavaju da lociraju tamnu materiju.

„Nismo videli ništa”

Zakopan duboko ispod zemlje u napuštenom rudniku zlata u Severnoj Dakoti (SAD), Veliki Podzemni Ksenon (Large Undergorund Xenon - LUX) imao je zadatak da prepozna čestice tamne materije kao neophodne supstance. Međutim, tokom tri meseca, LUX nije uspeo čak ni letimično da sagleda ove čestice. Istraživači planiraju da nastave sa eksperimentom još godinu dana. „Za sada možemo da kažemo da su čestice tamne materije dovoljno retke i da veoma slabo dolaze u kontakt sa detektorom, tako da još uvek nismo videli nijednu“, kaže Aleksandar Marfi sa Univerziteta u Edinburgu. On je jedan od naučnika koji učestvuju u ovom eksperimentu. Nekoliko univerziteta i laboratorija iz Sjedinjenih država, Velike Britanije i Portugalije sarađuju na ovom projektu.

Slični eksperimenti su pokušavani i u prošlosti, kada su naučnici mislili da će možda naići na neke čestice tamne materije. Međutim, pošto je detektor LUX veoma osetljiv, a bio je postavljen u izuzetno tihom okruženju, zaštićenom od radijacije, naučnici su očekivali da će ih uočiti. „Na svetu postoji samo jedan eksperiment za koji se tvrdi da je uočio signale tamne materije – to je eksperiment DAMA u Italiji“, kaže za DW Danijel Mekinsi sa univerziteta Jejl. Drugi eksperiment je izveden u podzemnim laboratorijama u Minesoti, a nedavno je otkrio tri neobične pojave. „Ako su te tri pojave koje su oni videli stvarne, onda je trebalo da vidimo otprilike preko 1.500 pojava tokom trajanja eksperimenta LUX,“ kaže Mekinsi. „A mi nismo videli ništa.“ Moguće je onda, da signali koji su uhvaćeni u drugim eksperimentima zapravo nisu tamna materija već neka vrsta radijacije koja dolazi od kosmičkih zraka.

Četvrtina nepoznatog

Međutim, iako eksperiment nije pronašao željene čestice, on i dalje ima veliki uticaj na naučnu zajednicu. „Ovo menja naše viđenje o potencijalnom izgledu tamne materije“, kaže za DW Greg Landsberg, naučnik u istraživačkom centru CERN. Ne važi više teorija da su čestice tamne materije izuzetno svetle. „Ranije su postojali nagoveštaji da su to možda čestice male mase, a rezultati LUX-a su isključili ovu opciju. A to je više nego isključivanje samo nekoliko čestica,“ kaže učesnik projekta Marfi za DW. Dok nekoliko grupa širom sveta pokušava da razume šta je tamna materija, „puno, puno, puno ljudi se usredsređuje na ove čestice male mase ili na okvirne detekcije čestica male mase“, dodaje on. „I čini se da svi oni gube svoje vreme.“

Detektor LUX čini ogroman rezervoar napunjen tečnim ksenonskim gasom koji se drži na minus 100 stepeni celzijusa. Ovaj rezervoar je opremljen veoma osetljivim detektorima na vrhu i na dnu. „Ako čestice tamne materije postoje, one su jedine koje mogu da uđu unutra i da prouzrokuju sitno svetlucanje“, objašnjava Marfi. To svetlucanje bi zapravo otkrilo aktivnost tamne materije. Tokom godina, ljudi su koristili razne tehnologije, počevši od silikonskih i germanijumskih detektora do upotrebe običnih tečnih gasova kao što je ksenon, objašnjava Landsberg. „Sada se smatra da je tečni ksenon deo nove generacije eksperimenata koji najviše obećavaju.“

Eksperiment LUX će trajati još godinu dana i za to vreme će se naučnici nadati nekakvom otkriću. U međuvremenu, naučnici će napraviti detektor za koji tvrde da će biti oko 70 odsto efektivniji – očekuje se da će LUX Ceplin koristiti rezervoar napunjen sa sedam tona ksenona. „To bi trebalo da stavi tačku na potragu za tamnom materijom“, kaže Marfi. „Iz tehničkih razloga, biće veoma teško napraviti neki drugi detektor nakon tog.“ A potraga je važna – do sada, naučnici mogu da objasne samo pet odsto univerzuma. Od nepoznatih 95 odsto, tamna materija čini četvrtinu. „Ovo je jedna od velikih rupa u našem znanju o univerzumu“, kaže Mekinsi. „U pitanju je ogroman deo mase univerzuma i naše galaksije. Ako uspemo da je pronađemo, to će otvoriti vrata razumevanju novih principa na kojima počiva univerzum.“

Autorke: Sara Štefen / Nevena Cukućan

Odg .urednik: Nemanja Rujević