Los equipos que trabajan en el experimento más grande de EE. UU. Diseñado para detectar directamente la materia oscura completaron un hito importante el mes pasado. y ahora están dirigiendo su mirada hacia la puesta en marcha después de experimentar algunos retrasos debido a las precauciones contra la pandemia global.

Los funcionarios del Departamento de Energía de EE. UU. Firmaron formalmente el 21 de septiembre la finalización del proyecto para LUX-ZEPLIN, o LZ:un experimento ultrasensible que utilizará 10 toneladas métricas de xenón líquido para buscar señales de interacciones con partículas de materia oscura teorizadas llamadas WIMP, o partículas masivas que interactúan débilmente. El hito de finalización del proyecto del DOE se denomina Decisión crítica 4, o CD-4.

La materia oscura constituye aproximadamente el 85 por ciento de toda la materia del universo. Sabemos que está ahí debido a sus efectos gravitacionales observados sobre la materia normal, pero aún no sabemos qué es. LZ está diseñado para detectar los dos destellos de luz que ocurren si un WIMP interactúa con el núcleo de un átomo de xenón.

"Estamos completando la puesta en servicio del detector, la fase de prueba, y analizaremos los datos de LZ el próximo año, "dijo Simon Fiorucci, Gerente de operaciones de LZ y físico en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del DOE (Berkeley Lab), que es la institución líder de la colaboración LZ.

LZ está instalado casi una milla bajo tierra en la Instalación de Investigación Subterránea de Sanford (Laboratorio Sanford) en Lead, Dakota del Sur. Su profundidad proporciona un blindaje natural contra la constante lluvia de rayos cósmicos en la superficie de la Tierra, que son una fuente de "ruido" de partículas de fondo que podrían ahogar las señales de interacción WIMP que están buscando los científicos. LZ también se construye a partir de componentes que han sido seleccionados individualmente y probados para ser bajos en radiación natural que también podría complicar la búsqueda.

Mike Headley, director ejecutivo de Sanford Lab, dijo, "Todo el equipo de Sanford Lab felicita a LZ Collaboration por alcanzar este importante hito. El equipo de LZ ha sido un socio maravilloso y estamos orgullosos de recibirlos en Sanford Lab. Esperamos con ansias la recopilación de datos de LZ el próximo año".

La respuesta a la pandemia de COVID-19 llevó a Sanford Lab a reducir sus operaciones a solo aquellas consideradas esenciales el 25 de marzo. y el sitio comenzó una transición hacia un aumento de operaciones el 6 de mayo. Berkeley Lab y otras instituciones en la colaboración de LZ también habían reducido sus operaciones en respuesta al coronavirus. Laboratorio Sanford, y trabajadores del proyecto LZ, tuvieron la suerte de poder reanudar el trabajo rápidamente, Señaló Fiorucci.

Señaló que las actividades de purificación de xenón en el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC se habían retrasado temporalmente debido a las reducciones relacionadas con COVID-19. El xenón purificado en SLAC se enviará a Sanford Lab y se convertirá en xenón líquido para el experimento LZ.

"Hemos logrado un progreso decente a pesar de todas estas complicaciones, ", dijo." Logramos mantener una fuerza laboral en Sanford Lab y en SLAC, y mantener las cosas en marcha al menos al 80 por ciento de velocidad. En junio volvimos a la velocidad nominal, y he vuelto a ese modo desde entonces ".

Aún así, Los riesgos de COVID-19 persisten, y Fiorucci señaló que los trabajadores continúan adhiriéndose a los protocolos de seguridad para reducir estos riesgos. Durante esta fase de puesta en servicio, hay alrededor de 15-20 trabajadores de LZ divididos en dos turnos en Sanford Lab, Fiorucci dijo:y espera que ese nivel de personal se mantenga hasta fines de este año.

Ahora que se ha logrado el CD-4, Fiorucci dijo que es emocionante tener la línea de meta a la vista.

"Obtenemos mucha menos ingeniería y mucha más ciencia en la mezcla, ", dijo." Es ciertamente emocionante y emocionante ". Señaló que los miembros de la colaboración han estado en esta posición antes:el predecesor de LZ, el experimento LUX, también fue instalado y operado en la misma caverna de investigación subterránea en Sanford Lab.

Pero esta vez es diferente.

"Ciertamente hemos hecho esto antes, pero nunca a esta escala, ", dijo. LUX utilizó alrededor de un tercio de una tonelada métrica de xenón líquido, mientras que LZ tendrá 10 toneladas métricas de xenón líquido y será aproximadamente 100 veces más sensible a las interacciones de partículas de materia oscura.

"Ahora vamos a lo desconocido".