Italian Gran Sasso -vuoren alle 1 400 metrin syvyyteen on päätetty rakentaa koelaitteisto jäljittämään maailmankaikkeuden kätkettyä puolta - pimeää ainetta.
Helsingin Yliopisto kertoo tiedotteessaan, että suomalaiset tutkijat tulevat osallistumaan ainakin koetulosten teoreettiseen analyysiin tutkimalla, miten kokeen tuottamaa tietoa voi tulkita pimeän aineen teorioiden kannalta.
Pimeä aine on maailmankaikkeudessa viisi kertaa tavallista ainetta yleisempää, mutta sitä ei ole vielä pystytty havaitsemaan kuin epäsuorasti sen painovoimasta - lukuun ottamatta yksittäistä signaalia, joka on jo 20 vuoden ajan mitattu eurooppalaisissa, ns. DAMA-kokeissa.
Lue myös: Tutkijat: Maailman suurin atomimäjäyttäjä voidaan valjastaa metsästämään ”pimeää maailmaa”
Pimeä aine ympäröi galaksimme keskustaa pilven tavoin. Koska aurinkokuntamme kiertää tätä keskustaa ja Maapallo kiertää Aurinkoa, pimeän aineen aiheuttamien signaalien pommituksen tulisi vaihdella vuodenaikojen mukaan. Mainituissa DAMA-kokeissa on havaittu juuri tämä signaalien vaihtelu.
Havainto pitäisi kuitenkin pystyä toistamaan muissa kokeissa, jotta se saisi tieteellisen vahvistuksen. Apuun rakennetaan nyt COSINUS-nimeä kantava laitteisto, jolla pyritään varmistamaan aiempi havainto.
COSINUS-koelaitteisto koostuu sylinterimäisestä vesitankista sekä sen yläpuolelle rakennettavasta puhdashuoneesta. Havainnekuva: COSINUS/Karoline Schäffner
Uusi laitteisto rakennetaan Italian kansalliseen Gran Sasson laboratorioon 1400 metrin syvyyteen. Yliopiston tiedotteessa kerrotaan, että paikka on suojassa kosmiselta säteilyltä, joka muutoin haittaisi mittauksia.
Ilmaisimena natriumjodidi-kide
Kokeessa natriumjodidi-kide jäähdytetään lähelle absoluuttista nollapistettä (-273 °C). Se toimii pimeän aineen ilmaisimena. Kuva: COSINUS/Karoline Schäffner
DAMA-koe onnistui muuttamalla natriumjodidi-kide ilmaisimeksi. Myös uuden COSINUS-laitteiston ilmaisimena toimivat natriumjodidi-kiteet, jotka jäähdytetään lähelle absoluuttista nollapistettä Pimeän aineen tuottamat hiukkaset jättävät laitteiston ilmaisimeen osuessaan kaksi jälkeä: lyhyen valon tuikahduksen ja äärimmäisen pienen lämpötilan nousun, joka voidaan mitata erityisen herkällä lämpömittarilla.
Lue myös: Uusi teoria: Universumi on "pimeää nestettä", joka tulee lähemmäksi, kun sitä työntää pois
COSINUS-koelaitteisto koostuu sylinterimäisestä vesitankista, jonka korkeus ja halkaisija ovat 7 metriä. Tankki on täytetty ultrapuhtaalla vedellä, joka suojaa ilmaisimia luonnon radioaktiivisuudelta. Kokeen rakennus alkaa tänä vuonna ja ensimmäisiä tuloksia odotetaan vuonna 2023.