Εδώ και χρόνια, οι επιστήμονες γνωρίζουν πως η Γη, οι πλανήτες, οι αστέρες και οι γαλαξίες είναι ένα μικρό μόνο μέρος του σύμπαντος, αφού παράλληλα με την ορατή ύλη από την οποία έχουν δημιουργηθεί υπάρχει και η «σκοτεινή» ύλη – μία άγνωστης μορφής ύλη που «προδίδει» την παρουσία της μέσω της αλληλεπίδρασής της με τις συμβατικές κοσμικές δομές.
Μέχρι σήμερα ωστόσο, και παρά τα αλλεπάλληλα πειράματα που έχουν πάρει το «πράσινο φως», κανένα ερευνητικό πρότζεκτ δεν έχει καταφέρει να εξακριβώσει από ποιο είδος σωματιδίων αυτή αποτελείται.
Σύντομα, όμως, το ευρωπαϊκό πείραμα CRESST έρχεται να αυξήσει τις πιθανότητες επιτυχίας, αφού θα μπορεί να ψάξει για υποψήφια σωματίδια τα οποία δεν θα μπορούσαν να εντοπίσουν τα περισσότερα από τα υπόλοιπα πειράματα.
Ο λόγος είναι πως το πείραμα, το οποίο διεξάγεται στο Εθνικό Εργαστήριο Γκραν Κάσο στην Ιταλία, θα εξοπλισθεί σε λίγους μήνες με νέους ανιχνευτές, οι οποίοι θα έχουν τη δυνατότητα να μετρήσουν ακόμη ελαφρύτερα υποψήφια «συστατικά» της σκοτεινής ύλης.
Θεωρητικές μελέτες και αστροφυσικές παρατηρήσεις δεν αφήνουν καμία αμφιβολία όχι μόνο για την ύπαρξή, αλλά και για το ότι κατακλύζει το σύμπαν, αφού είναι πενταπλάσια από την «ορατή».
«Μια υποθετική κατηγορία σωματιδίων που συγκεντρώνει πολλές πιθανότητες για “δομικός λίθος” της σκοτεινής ύλης είναι τα WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), τα οποία έχουν σχετικά μεγάλη μάζα», λέει η δρ Φεντερίκα Πετρίτσα, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ στη Γερμανία και εκπρόσωπος Τύπου του CRESST.
Επομένως, τα περισσότερα πειράματα είναι προσαρμοσμένα στα όρια της μάζας που προβλέπεται να έχουν τα WIMP, με τα πιο ευαίσθητα από αυτά να μπορούν να ανιχνεύσουν σωματίδια με ίση ή μεγαλύτερη από τη μάζα του ατόμου του άνθρακα. Παρ’ όλα αυτά, μερικά από τα πρόσφατα μοντέλα δείχνουν πως τα «συστατικά» της σκοτεινής ύλης μπορεί να είναι ελαφρύτερα από τα WIMP.
Για να διερευνηθεί και αυτό το ενδεχόμενο, η ευαισθησία του CRESST θα αυξηθεί κατά 100 φορές. «Θα μπορούμε να ανιχνεύσουμε σωματίδια τα οποία είναι αρκετά ελαφρύτερα από τα WIMP – για παράδειγμα, πιθανά σωματίδια σκοτεινής ύλης που έχουν μάζα όσο και το πρωτόνιο», προσθέτει η επιστήμονας.
Οι νέοι ανιχνευτές θα είναι έτοιμοι για μετρήσεις μέχρι το τέλος του έτους. Η νέα φάση των πειραμάτων αναμένεται να διαρκέσει ένα με δύο χρόνια.
Στην «καρδιά» κάθε ανιχνευτή βρίσκεται ένας κρύσταλλος βολφραμικού ασβεστίου. Όταν ένα σωματίδιο θα προσκρούει σε κάποιο από τα τρία άτομα του κρυστάλλου (ασβέστιο, βολφράμιο ή οξυγόνο), τότε ο ανιχνευτή θα μετρά την ενέργεια και την ακτινοβολία που θα παράγεται. Από αυτές τις μετρήσεις, θα μπορούν να προκύψουν πληροφορίες για το συγκεκριμένο σωματίδιο.
Με σκοπό να καταγραφούν ακόμη και τα πιο ασθενή σήματα, οι ανιχνευτές θα βρίσκονται σε θερμοκρασία πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν, δηλαδή στους -273 βαθμούς Κελσίου.
Επίσης, το γεγονός ότι το πείραμα διεξάγεται στο Εθνικό Εργαστήριο του Γκραν Σάσο, το μεγαλύτερο υπόγειο εργαστήριο στον κόσμο, εξασφαλίζει πως θα είναι θωρακισμένοι από την ακτινοβολία του περιβάλλοντος και τις κοσμικές ακτίνες, που θα μπορούσαν να προκαλέσουν εσφαλμένες μετρήσεις.
