"קסנון 1 טון": מציבים גבול חדש לחומר האפל

בדרך לפתרון תעלומת החומר האפל: מדעני מכון ויצמן למדע המשתתפים בניסוי "קסנון 1 טון" (XENON1T) לצד 165 מדענים מ-27 מכוני מחקר מסביב לעולם, דיווחו השבוע כי הציבו גבול לחתך הפעולה של החומר האפל עם חומר רגיל. בעקבות תוצאות אלה, מתכננים ד"ר רן בודניק, צוות המחקר שלו במכון ויצמן למדע ושותפיהם הבין-לאומיים ניסוי בקנה מידה גדול יותר ורגיש יותר – XENONnT – כבר במהלך 2019.

חומר אפל מהווה, לפי השערות, כ-83% מכלל החומר ביקום, אבל הוא בלתי נראה לנו, שכן הוא אינו פולט אור ומקיים אינטראקציות חלשות ביותר עם חומר רגיל. החלקיקים שמשערים כי מהם מורכב החומר האפל מכונים "חלקיקים מסיביים המקיימים אינטראקציות חלשות" (WIMPs). פרויקט "קסנון 1 טון" נמצא בחוד החנית של החיפוש אחר חלקיקים אלה והתוצאות שדווחו השבוע הושגו הודות לנתונים שנאספו לאורך כשנה מגלאי המכיל יותר מטון של הגז האציל קסנון הנמצא במצב נוזלי.

עמוק באדמה, במנהרה מתחת להר גראן סאסו שבשרשרת הרי האפנינים באיטליה, ממתין הגלאי לאות שידווח על אינטראקציה של WIMP עם אטום קסנון באמצעות הבזק זעיר של אור מהבהב וקומץ אלקטרונים מיוננים, הפולטים בעצמם הבזקי אור זעירים. ד"ר בודניק וצוותו מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע אחראים במסגרת הפרויקט על מערכות הבקרה של הניסוי, על הכיול שלהן ועל הפרשנות הסטטיסטית והניתוח של הנתונים שנאספו.

מאז הניסוי הראשון של "קסנון", ב-2005, המדענים הגדילו את מאסת המטרה הפוטנציאלית מ-5 ק"ג ל-1,300 ק"ג, תוך הקטנת "רעשי הרקע" פי 5,000. המהדורה הבאה של הניסוי תגדיל את מאסת המטרה פי ארבעה, תוך הקטנת ה"רעשים" פי עשרה. "מכיוון שהניסוי XENON1T מדויק ונקי כל כך", אומר ד"ר בודניק, "העובדה שלא התגלו אירועי רקע באזור הטהור ביותר של הגלאי, פירושה שכעת אנו יכולים לקבוע גבול לאינטראקציות של WIMPs עם חומר רגיל. הגלאי החדש יאפשר לנו לחפש את החלקיקים הללו בטווח שלא ניתן היה להבחין בו עד כה".

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il