Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Astronomlar qaranlıq maddəni birbaşa görə bilmirlər, lakin onun orada olduğunu bilirlər: Onun cazibə qüvvəsi qalaktikaları və kosmosun geniş miqyaslı strukturunu formalaşdırır. Bu gizli kütlənin tərkibini üzə çıxarmaq üçün Lourens Livermor Milli Laboratoriyasında (LLNL) bir qrup standart fizika modelindən kənarda mövcud olan hissəciklərin sübutunu axtarır.
Neytrino fizikası üçün maqnitometriya (Maqneto-ν) adlı yeni eksperimental kampaniyada LLNL alimləri plutonium-241-in nüvə beta parçalanmasından istifadə edərək steril neytrino axtarırlar. Bu hipotetik neytrino növü adi neytrinolardan əhəmiyyətli dərəcədə ağırdır və isti qaranlıq maddə üçün aparıcı namizəd hesab olunur. Onların araşdırmasının ilkin nəticələri bu yaxınlarda Physical Review C jurnalında dərc olunub.
Plutonium-241 atomu beta parçalanmasına məruz qaldıqda, bir elektron və bir antineytrino buraxaraq amerisium-241 atomuna çevrilir. Bu prosesdə müxtəlif neytrino kütlələri yaradıla bilər; kiloelektronvolt diapazonunda bir kütlə ola bilər - isti qaranlıq maddə üçün uyğun olan miqyas. Bu neytrinoları birbaşa aşkar etmək olduqca çətindir, çünki neytrinolar nadir hallarda maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar.
Magneto-ν təcrübəsi fərqli bir yanaşma tətbiq edir: Tədqiqatçılar qaçan antineytrino özünü müşahidə etmək əvəzinə, digər iki parçalanma məhsulunun - elektron və geri dönən amerisiya-241 atomunun enerjilərini dəqiq ölçürlər. Çürümə zamanı ayrılan ümumi enerji məlum olduğundan, görünməyən antineytrino tərəfindən daşınan enerji yenidən qurula bilər. Texnika komandaya steril neytrino qaranlıq maddənin mövcudluğunu göstərə biləcək incə imzaları ölçməyə imkan verir.
Əgər beta parçalanma zamanı steril bir neytrino buraxılarsa, o, kütləsini yaratmaq üçün müəyyən miqdarda enerji daşıyacaq və ölçülmüş beta-parçalanma spektrində və ya yenidən qurulmuş antineytrino enerji spektrində kiçik bir təhrifi geridə qoyacaq. Magneto-ν plutonium-241-in beta-parçalanma spektrində bu bükülməni aşkar etmək üçün yüksək həssas maqnit mikrokalorimetrindən istifadə edir. "Əgər uğurlu olarsa, təcrübə elmin ən böyük iki sualına cavab tapmağa kömək edə bilər: qaranlıq maddə nədir və neytrinoların kütləsi necədir" dedi LLNL personalı fiziki Geon-Bo Kim.
Plutonium-241 ideal mənbə təmin edir, çünki onun beta-parçalanma spektri steril-neytrino isti qaranlıq maddənin gözlənilən kütlə diapazonu ilə üst-üstə düşür və orta buraxılan beta enerjisi təxminən 5 keV-dir. Magneto-ν bu izotopu ultra həssas maqnit mikrokalorimetrləri (MMC) ilə cütləşdirir ki, plutonium-241 beta parçalanmasının antineytrinoları çıxılmaqla tam parçalanma enerjisini əldə edir. "Plutonium yüksək idarə olunan nüvə materialı olduğundan, bir neçə tədqiqat mühiti onu fundamental fizika üçün təhlükəsiz şəkildə hazırlaya, idarə edə və ölçə bilər" dedi Kim.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
