Donkere materie blijft verborgen voor extreem gevoelige detector

Onderzoekers van het nieuwe ondergrondse LUX-experiment dat in South Dakota diep in een mijn speurt naar donkere-materiedeeltjes, heeft woensdag een streep gehaald door de meeste resultaten van andere onderzoeksgroepen. Zij zien nergens de deeltjes die tot nog toe werden gezien als kandidaten voor materie, die het heelal wel massa geeft maar die niet aan de hemel te zien is.

Martijn van Calmthout
Een foto van de Hubble toont zeer veraf gelegen sterrenstelsels met donkere materie. Beeld afp
Een foto van de Hubble toont zeer veraf gelegen sterrenstelsels met donkere materie.Beeld afp

Astronomen schatten dat slechts ongeveer 5 procent van alle massa en energie in het heelal de vorm heeft van de normale materie die op aarde wordt gevonden, al dan niet in deeltjesversnellers. De rest oefent wel zwaartekracht uit, maar geeft in elk geval geen licht. Waar die donkere materie uit bestaat, is een open vraag.

Verlaten zoutmijn
Het LUX-experiment op een mijl diepte in een verlaten goudmijn in South Dakota speurt naar donkere materiedeeltjes die vanuit het heelal inslaan op een tank vloeibaar xenon. Uit lichtflitsen die daarbij vrijkomen, is af te leiden was er is binnengekomen. De detector is een factor twintig gevoeliger dan eerdere speurtochten naar donkere materie.

LUX bestaat uit een ondergrondse tank vloeibaar xenon zo groot als een telefooncel. Die is omgeven door een groot bassin water dat allerlei andere straling weg moet houden.

In dezelfde Home Stake mijn werden in de vorige eeuw zogeheten neutrino's ontdekt, massaloze spookdeeltjes die onder meer van de zon de aarde bereiken en daar dwars door alles heen vliegen. In 2002 kreeg pionier Raymond Davies een Nobelprijs voor zijn werk in de mijn.

WIMPS
Tijdens een presentatie van de LUX-samenwerking van Amerikaanse en enkele Europese universiteiten bleek dat de detector met hoge nauwkeurigheid nauwelijks of niet relatief lichte zogeheten WIMPS ziet arriveren. Zulke deeltjes, die wel uit materie bestaan maar nauwelijks met andere materie kunnen botsen, werden eerder in onder meer Europese detectoren wel als serieuze kandidaten voor donkere materie gezien.

De LUX-detector werd in april in gebruik genomen en deed metingen tot augustus. In die tijd werden 160 serieuze donkere materiekandidaten waargenomen. Dat zijn er veel minder dan de theorie voor lichte WIMPS voorspelt . Voor zwaardere deeltjes zijn nog onvoldoende metingen gedaan. LUX begint binnenkort aan een veel langere meetperiode van bijna een jaar.

Een ondergrondse tank vloeibaar xenon. Beeld ap
Een ondergrondse tank vloeibaar xenon.Beeld ap
Meer over