איך תופסים WIMP? לא, אני לא מדבר על בריונות של הילד החלש בכיתה, אני מדבר על חלקיקים מאסיביים חלשים (אלה WIMPs). למרות שהם "מאסיביים" בהגדרה, הם אינם מקיימים אינטראקציה עם הכוח האלקטרומגנטי (באמצעות פוטונים) ולכן אי אפשר לראות אותם "והם לא מתקשרים עם הכוח הגרעיני החזק, ולכן הם לא יכולים" להרגיש "על ידי גרעינים אטומיים. אם איננו יכולים לאתר WIMPs באמצעות שני כוחות אלה, כיצד אנו יכולים לקוות לעולם לגלות אותם? אחרי הכל, תיאוריות ה- WIMP עפות בכדור הארץ מבלי לפגוע בשום דבר זה אינטראקציה חלשה. אך לפעמים הם עלולים להתנגש בגרעינים אטומיים אך רק אם הם יתנגשו זה בזה. זהו אירוע נדיר מאוד, אך גלאי המחתרת הגדול קסנון (LUX) ייקבר 4,800 רגל (1,463 מטר, או כמעט קילומטר) מתחת לאדמה במכרה זהב ישן של דקוטה הדרומית ומדענים מקווים שכאשר WIMP חסר מזל יתקל בקסנון אטום, הבזק של אור יילכד, המסמל את עדות ניסיונית ראשונה לחומר אפל…
לגלקסיות שנצפות מכדור הארץ יש כמה תכונות מוזרות. הבעיה הגדולה ביותר עבור הקוסמולוגים הייתה ההסבר מדוע נראה כי לגלקסיות (כולל שביל החלב) יש מסה רבה יותר ממה שניתן לראות על ידי ספירת כוכבים והצהרת אבק בין כוכבים בלבד. למעשה, 96% ממסת היקום לא ניתן לצפות. 22% מהמסה החסרה הזו נחשבים כמוחזקים ב"חומר אפל "(74% מוחזקים כ"אנרגיה אפלה"). תיאוריה של חומר אפל נוקטת בצורות רבות. חפצי הילה אסטרונומיים קומפקטיים ענקיים (גופים אסטרונומיים המכילים חומר בריוני רגיל שלא ניתן לצפות בהם; כמו כוכבי נויטרונים או כוכבי לכת יתומים), נויטרנים ו- WIMPS כולם נחשבים לתרום למסה החסרה הזו. נערכים ניסויים רבים לגילוי כל תורם. ניתן לגלות בעקיפין חורים שחורים על ידי התבוננות באינטראקציות במרכז הגלקסיות (או השפעות של עדשות כבידה), ניתן לגלות נייטרינים במיכלים ענקיים של נוזלים הקבורים עמוק מתחת לפני האדמה, אך כיצד ניתן לאתר WIMPs? נראה שגלאי WIMP צריך להוציא עלה מספרי גלאי הנייטרינו - הוא צריך להתחיל לחפור.
כדי למנוע הפרעות מקרינה כמו קרניים קוסמיות, גלאי אנרגיה נמוכה כמו "טלסקופים" של נויטרינו קבורים היטב מתחת לפני כדור הארץ. פירי מכרות ישנים הופכים את המועמדים האידיאליים, שכן החור כבר קיים לשם הכנת המכשור. גלאי ניוטרינו הם מיכלי מים ענקיים (או סוכן אחר) עם גלאים רגישים ביותר המוצבים סביב החוץ. דוגמא אחת כזו היא גלאי הנייטרינו סופר קמיוקנדה ביפן המכיל כמות אדירה של מים מטוהרים במיוחד, במשקלם 50,000 טון (בתמונה משמאל). כאשר נייטרינו אינטראקציה חלשה פוגע במולקולת מים במיכל, נפלט הבזק של קרינת צ'רנקוב ונמצא נייטרינו. זהו המנהל הבסיסי מאחורי הגלאי החדש הגדול אנדרגראונד קסנון (LUX) שישמש 600 קילו (272 ק"ג) קסנון נוזלי תלוי במיכל מים טהור בגובה 25 מטר. אם WIMP קיימים מעבר לתחומי התיאוריה, יש לקוות שחלקיקים מאסיביים חלשים האינטראקציה הזו יתנגשו חזיתית עם אטום קסנון, וכמו בני דודים קלים משקלם, יפלטו הבזק אור.
רוברט סבובודה ומני טריפתי, פרופסורים מטעם UC דייויס, הבטיחו 1.2 מיליון דולר בקרן הלאומית למדע (NSF) ובמחלקה האמריקאית למימון אנרגיה לפרויקט (זה 50% מכלל הנדרש). בהשוואה ל- Large Hadron Collider (LHC) שעולה מיליארדי אירו לבנות, LUX הוא פרויקט כלכלי ביותר בהתחשב בהיקף מה שהוא עשוי לגלות. אם יהיו עדויות ניסיוניות לאינטראקציה עם WIMP, ההשלכות יהיו עצומות. נוכל להתחיל להבין את מקורות ה- WIMPs ואת תפוצתם כאשר כדור הארץ מטאטא דרך הילה החומר האפל האפשרי שנצפה בעקיפין כדרך שביל החלב.
מגלה חומר אפל "תהיה העסקה הגדולה ביותר מאז שנמצא אנטי-חומר בשנות השלושים.”- פרופסור מני טריפתי, חוקר שותף ב- LUX, UC דייויס.
מכרה הזהב בדרום דקוטה נסגר בשנת 2000 ובשנת 2004 החלו העבודות לפיתוח האתר למעבדה תת קרקעית. LUX יהיה הניסוי הגדול הראשון שישכן בו. יש לקוות כי ההתקנה תתחיל בסוף הקיץ, לאחר שנשאבו מים מהמכרה.
המקור המקורי: UC דייויס חדשות
