Kínában megépítették a világ legmélyebb, és legnagyobb földalatti laboratóriumát, 2,4 kilométer mélyen.
Kína délnyugati részén, Szecsuán tartományban tavaly decemberben nyílt meg a China Jinping Underground Laboratory-II (CJPL-II) laboratórium, amely az eredeti, 2010-ben indított CJPL-létesítmény bővítése.
A CJPL-II a kínaiak sajtóközleménye szerint 2,4 kilométer mélyen található a föld alatt. Kutatóhelyiségeinek térfogata csaknem 11,6 millió köbméter. Így sokkal nagyobb, mint a korábbi rekorder, az olaszországi Gran Sasso Nemzeti Laboratórium – adta hírül a Nature News.
A létesítményt hegyvidéki környezetben alakították ki, ennek célja, hogy tökéletes körülményeket biztosítson a világegyetem becslések szerint 95 százalékát kitevő megfoghatatlan anyag – a sötét anyag – tanulmányozásához.
A látható anyag gravitációja túl gyenge ahhoz, hogy megmagyarázza, miért nem repülnek szét a gyorsan mozgó galaxisok – magyarázta a Nature News. Így a tudósok kénytelenek egy másfajta, jobb híján sötét anyagnak elnevezett “dolgot” feltételezni.
Ez olyan anyag, amely csillagászati műszerekkel közvetlenül nem figyelhető meg, mivel nem bocsát ki és nem nyel el elektromágneses sugárzást. Jelenlétére gravitációs hatásából lehet következtetni. Fritz Zwicky svájci asztrofizikus 1934-ben a gyakorlatban is megfigyelte a korábbi elméleti feltételezéseket a Coma galaxishalmaz vizsgálata során.
A galaxishalmaz szélén lévő galaxisok sebességéből és a galaxishalmaz fényességéből, valamint a galaxisok száma alapján két tömegbecslést adott.
A kettőt összehasonlítva látta, hogy a sebességeloszlásból számított tömeg négyszázszor nagyobb, mint a távcsővel mért. Az eltérés magyarázatára bevezették a sötét anyag fogalmát: ez az anyag távcsővel nem látszik, viszont elég nagy tömegű, hogy a megfigyelt sebességeloszlást magyarázza.
A tudósok szerint a sötét anyag természeténél fogva nem akar kölcsönhatásba lépni az általunk látható és érezhető anyaggal, sőt még a fénnyel sem. Ez nagyon megnehezíti a fizikai detektorokkal való észlelését.
Akadály a háttérsugárzás is – még a rendkívül alacsony is. A kozmikus sugárzás például nagyon gyenge, és nem hat az emberre, de olyan “háttérzajt” okozhat, ami megváltoztathatja a kísérleti eredményeket.
Így a kutatók kénytelenek nagyon mélyen, a föld gyomrában elvégezni a sötét anyag keresésére irányuló kísérleteket, hogy megvédjék a detektorokat a sugárzástól.
A Nature News szerint Szecsuán tartomány hegyei a Földet az űrből érő sugárzásból mindössze 0,000001 százalékot engednek át.
A betonról, illetve a hegységben található vízből és sziklákból származó gyenge sugárzás is káros lehet. Ezért a kísérleti kamrákat beton és gumi keverékével bélelték ki, ami megvédi őket ezektől a hatásoktól.
A laboratórium megnagyobbított alapterülete lehetővé teszi a CJPL számára, hogy nagyobb kísérleti berendezésekkel dolgozzon. A PandaX nevű szerkezet egy 900 köbméteres víztartályban helyezkedik el, hogy megvédje a csaknem 4 tonna súlyú, folyékony xenont tartalmazó detektort a sugárzástól. Az új berendezés hatalmas előrelépés a korábbihoz képest, amely mindössze 120 kiló xenont tartalmazott. A szerkezet így érzékenységben már tud annyit, mint az Olaszországban, illetve az amerikai Dél-Dakotában, a Sanford Underground Research Facility-ben található detektorok.
A nagyobb érzékenység azonban korántsem garancia a sikerre. Juan Collar, az illinois-i Chicago University Egyetem fizikusa a Nature Newsnak elmondta, hogy a PandaX hasonló elven működik a világ többi detektorához, eredményt azonban eddig egyik sem produkált – nem találták meg a sötét anyagot. Így talán célszerűbb lenne, ha új megközelítésen gondolkodnának a tudósok – tette hozzá a fizikus.
