Vědci spustili lovce temné hmoty. Má přijít na to, co tvoří vesmír

V bývalém zlatém dole v USA zhruba 1,6 kilometru pod zemí v titanové nádrži plné zkapalněného vzácného plynu zahájili vědci pátrání po něčem, co doposud nebylo možné nalézt: temné hmotě, informuje AP.

Vědci jsou si poměrně jistí, že tato neviditelná látka tvoří většinu hmoty vesmíru, a tvrdí, že bychom tu bez ní nemohli být; neví ale, co je zač. Závod k rozřešení této záhady přivedl jeden tým do hlubin pod městečko Lead v Jižní Dakotě.

Otázka pro vědce je jednoduchá, říká fyzik z Národní laboratoře Lawrence Berkeleyho Kevin Lesko. „Co tvoří prostor, v němž žiji? Momentálně 95 procent z toho je záhadou.“

Vědci vědí, kde temná hmota ve vesmíru je, neví ale, z čeho se skládá:

Temná hmota na obloze
Zdroj: DES

Myšlenka v pozadí výzkumu je, že ty stovky metrů hlíny a kamene, ohromná nádrž a v té ještě jedna vyrobená z nejčistšího titanu na světě odstíní téměř všechno kosmické záření a částice, které kolem nás, a skrz nás, poletují každý den.

Vědci ale věří, že částice temné hmoty všechny tyhle překážky překoná a vletí do kádě s kapalným xenonem ve vnitřní nádrži, narazí do xenonového jádra jako dvě koule při kulečníku, a při tom odhalí svoji existenci světelným zábleskem zachyceným zařízením, které se nazývá „komora pro promítání času“.

  • Lidé žijí v prostoru, který je tvořený hmotou – tedy atomy. Ty ale tvoří jen asi 4,6 procenta kosmu.
  • Dalších 23 procent kosmu je tvořeno takzvanou temnou hmotou.
  • A drtivá většina vesmíru je pro lidstvo zcela neviditelná, 72 procent z něj totiž tvoří takzvaná temná energie.

Nejdřív filtrovat, pak hledat

Vědci ve čtvrtek oznámili, že pětiletý výzkum za 60 milionů dolarů (v přepočtu asi 1,45 miliardy korun) začal před dvěma měsíci po odkladu, který způsobila pandemie covidu-19. Doposud zařízení nenalezlo nic; alespoň ne žádnou temnou hmotu.

To je podle vědců v pořádku. Vypadá to, že vybavení úspěšně filtruje většinu záření, které vědci chtějí blokovat. „Při pátrání po této velmi vzácné interakci je nutným prvním krokem zbavit se všech běžných zdrojů záření, které by narušily experiment,“ uvedl fyzik z Marylandské univerzity Carter Hall.

Experiment LUX-ZEPLIN
Zdroj: LUX-ZEPLIN

Pokud jsou všechny výpočty a teorie správné, předpokládají vědci, že spatří jen několik letmých stop temné hmoty ročně. Tým 250 výzkumníků ale odhaduje, že v příštích několika letech nasbírají dvacetkrát tolik dat. Ve chvíli, kdy tento experiment skončí, bude šance na nalezení temné hmoty pomocí tohoto přístroje „nejspíš méně než 50 procent, ale více než deset procent,“ podotkl fyzik a mluvčí experimentu nazvaného LUX-ZEPLIN Hugh Lippincott.

A i když to má daleko k jistotě, „potřebujete trochu nadšení“, řekl Lesko. „Člověk se nepouští do vzácného fyzikálního výzkumu bez naděje, že něco najde,“ dodal.

Lovec temné hmoty

Vědce do prostoru Sanfordského podzemního výzkumného zařízení dopravují zdvihací plošiny z třicátých let minulého století. Desetiminutový sestup končí v tunelu se studenými stěnami pokrytými pletivem. Stará zatuchlá důlní chodba ale vede do moderní laboratoře, kde jsou špína a kontaminace nepřítelem. Při vstupu je třeba vyměnit si helmu za jinou, čistší, a přes ochrannou obuv s kovovou špičkou si natáhnout dvě ochranné vrstvy.

Experiment LUX-ZEPLIN
Zdroj: LUX-ZEPLIN

Srdcem experimentu je ohromný kryostat. Podle vrchního technika Jeffa Cherwinky je navržený jako „termoska“ vyrobená z čistého titanu navržená tak, aby udržela kapalný xenon uvnitř chladný a maximálně odstínila vnější záření. Xenon umožňuje výzkumníkům snadněji pozorovat, když se něco srazí s jeho jádrem.

Tentýž tým vědců na tomto místě prováděl podobný, menší experiment již před lety. Po neúspěchu usoudil, že musí rozšířit jeho kapacitu. Podobný velký experiment právě provádí konkurenční tým v Itálii; zatím ale neoznámil žádné výsledky.

Většinu vesmíru nevidíme

Vědci se snaží pochopit, proč vesmír není takový, jakým se zdá být. Částí tohoto tajemství je temná hmota, která tvoří zdaleka nejvíce hmoty ve vesmíru. Astronomové ví o její existenci díky zkoumání hvězd a jiné běžné hmoty v galaxiích, u nichž usuzují, že nemají dostatek gravitace na to, aby držely pohromadě.

Kdyby neexistovalo nic jiného, galaxie by se „rychle rozletěly“, říká jeden z výzkumníků Aaron Manalaysay, který dodal, že „je v podstatě nemožné chápat vývoj vesmíru bez temné hmoty“.

Takže ačkoliv o existenci temné hmoty je jen málo pochybností, její podstata je velmi neznámá. Experiment LUX-ZEPLIN by ji mohl odhalit v případě, že její existence souvisí s takzvanými slabě interagujícími hmotnými částicemi (anglická zkratka WIMPs), které v současnosti představují nejpravděpodobnější řešení problému temné hmoty.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vanilin by mohl pomoci při léčbě chronických ran, ukazuje studie

Vanilin má výrazné antioxidační, protizánětlivé a antibakteriální účinky, díky nimž by mohl být slibnou složkou přípravků určených k hojení ran. Vyplývá to ze studie výzkumného týmu z Laboratoře biomedicínské nanomechaniky Flindersovy univerzity v Austrálii, která byla zveřejněna v časopise International Journal of Pharmaceutics.
před 2 hhodinami

Trosky starověkého Týru přečkaly útoky, teď se k nim vracejí potápěči

Ve středomořských vodách u jiholibanonského města Súr (známého jako Týr či Týros) proplouvají potápěči kolem kamenných zdí, starověkých konstrukcí a potopené cesty. Jde o pozůstatky města, které kdysi stávalo nad vodou. S vratkým příměřím mezi Izraelem a libanonským hnutím Hizballáh se tak návštěvníci vracejí do míst známých troskami z dob starověkého Říma a ještě starší fénickou historií, píše agentura AP.
před 2 hhodinami

Nobelovu cenu za fyziku dostal Francis Halzen za výzkum neutrin v obří ledové kostce

Švédská akademie věd oznámila, že nositelem Nobelovy ceny za fyziku za letošní rok se stal belgicko-americký vědec Francis Halzen, který se věnuje výzkumu neutrin, kosmických částic, které dopadají na Zemi.
11:56Aktualizovánopřed 4 hhodinami

Whisky se má poprvé destilovat ve vesmíru, experiment začne v roce 2028

Whisky se má vůbec poprvé destilovat ve vesmíru. Experiment má zároveň ukázat, jak zrání nápoje ovlivní podmínky mimo zemskou atmosféru. Skotští a japonští experti plánují v roce 2028 vyslat do vesmíru družici se vzorky whisky a surovinami potřebnými k její výrobě. Na oběžné dráze Země by měla zůstat pět let.
před 8 hhodinami

Přírodu nemůžeme jen tak vytěžit, říká autor „rivermovie“ Lom

Tématem 52. ročníku festivalu Ekofilm, který se odehrál 1. až 4. října v Brně, byl Vodoběh. Vedle řady soutěžních snímků nabídl i dva filmy členů poroty vyprávějící o lidstvu a vodě. H2O: Molekula života – Civilizace režiséra Alexe Tatea nabízí mozaiku vědeckých poznatků o tom, jak sladká voda utvářela a utváří lidská společenství. Petr Lom v poetickém „rivermovie“ Já jsem řekou, řeka je mnou přináší pohled původních obyvatel Nového Zélandu a Austrálie na přírodu při putování po řece Whanganui, která jako první na světě získala právní status osoby.
před 9 hhodinami

V Irkutsku panují obavy z moru. Vyvolala je smrt pracovnice výzkumného ústavu

Smrt osmadvacetileté pracovnice protimorového výzkumného ústavu v ruské Irkutské oblasti vyvolala obavy z možného výskytu moru, píše americká stanice CNN. Podle místních médií, na která odkazuje web Euronews, žena při práci rozbila zkumavku s bakterií způsobující toto onemocnění. Ruské úřady však nákazu morem nepotvrdily a uvádějí, že žena zemřela na zápal plic neznámého původu. Přesto uvalily karanténu na místní nemocnice, upozornil ruský list Moskovskij komsomolec.
včeraAktualizovánovčera v 14:08‌‌

Invaze mývalů do japonských měst sílí, škody rostou

Napříč Japonskem rychle přibývá škod způsobených mývaly. Zatímco se invazní druh šíří do měst, škody v zemědělství se blíží k 700 milionům jenů (asi 95 milionů korun) ročně. Podle japonského ministerstva zemědělství, lesnictví a rybolovu to je dvakrát víc než před deseti lety, napsala agentura Kjódó.
včera v 14:00‌‌

Nobelovu cenu získali vědci za objevy umožňující ovládat buňky světlem

Objev optogenetiky natolik posunul lidské poznání, že za něj jeho autoři dostali Nobelovu cenu za medicínu a fyziologii. Oznámil to v pondělí dopoledne Švédský Karolínský institut.
včeraAktualizovánovčera v 13:30‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.