Teadlased loodavad tumeaine jälgi leida just sealt – selleks ehitatakse nüüd laborit

PhD kandidaat Keegan Walkup (vasakul) ja füüsik Patrick Huber töötavad uue labori kallal, millega hakata otsima tõendeid müstilisest tumeainest. Hiiglaslikku kiirendit või kosmoseteleskoopi ei rajata, hakkama loodetakse saada vanade kivimite kristallvõrestruktuurides ülitäpse aparatuuriga ringi vaadates. Foto: Virginia Tech

Hoolimata sellest, et teadlastel on käepärast võimsad teleskoobid ja hiiglaslikud osakestekiirendid, pole seni õnnestunud tabada kübetki tumeainet, millest peaks tegelikult universum kubisema. USA Virginia Techi teadlased on aga asunud probleemi lahendama märksa lihtsamal viisil, otsides tõendeid selle tabamatu aine kohta hoopis kättesaadavamatest kohtadest.

Kuigi enamik teadlasi on veendunud, et tumeaine eksisteerib, on selle olemasolu seni suudetud tuvastada vaid kaudselt.

Näiteks on teada, et kogu nähtav mass universumis ei suuda selgitada teatud piirkondades gravitatsiooni tugevust, mis viitab nähtamatule ainele, mis meid igal pool ümbritseb. Seda võib olla isegi palju rohkem kui nähtavat ainet.

Aastaid on füüsikud arutlenud võimaluse üle, et tumeaine olemasolu võiks tõestada selle kokkupõrge aatomituumaga. Sellises olukorras võiks tekkida energiavälgatus, mis annaks meile midagi käegakatsutavat, mille põhjal nähtamatu kohta järeldusi teha.

Sellesse mõttekäiku sobivad ideaalselt iidsed kivimid.

Kuna meie planeet on miljardeid aastaid vana, siis on üsna tõenäoline, et mõned Maa ürgkivimitest on mingil hetkel tumeainega kokku põrganud. Selliste kokkupõrgete järel võivad mineraalide kristallstruktuuridesse jääda jäljed ja mikrodefektid, mis viitavad sellele, et aatomituumad on oma kohalt nihkunud.

Seesuguse hüpoteesi tõestamiseks rajataksegi nüüd Virginia Techi Robesoni Halli uus labor, kus teadlased kasutavad täpseid tehnoloogiaid, et otsida iidsetest kivimitest jälgi osakeste tekitatud hävingust.

Kvantsüsteemide ekspert Vsevolod Ivanov selgitas meetodit, öeldes, et nad võtavad miljonite aastate jooksul erinevate osakeste mõju all olnud kristalli ja eemaldavad teadaolevatele osakestele vastavad jaotused.

«Mis iganes järele jääb, võib olla midagi uut – ja see võib olla tumeaine,» lisas Ivanov.

Tumeaine jälgede leidmiseks tuleb aga esmalt õppida eristama kiirguse tekitatud mustreid ja jälgi teistest allikatest, mis on päris suur väljakutse. Praegu tegeleb meeskond mitmete katsetega sünteetilise liitiumfluoriidiga, et pildistada kosmiliste kiirte tekitatud osakeste jälgi, mis tuleb kõrvaldada, et eraldada võimalikud tumeaine kokkupõrgete kajad.

Projekti juht Patrick Huber näitas üles suurt entusiasmi selle ambitsioonika ülesande suhtes, öeldes, et idee tundus talle esialgu hullumeelsena. «Teised inimesed lahendavad keskeakriisi kas armusuhte või sportauto abil. Mina sain endale labori,» muheles Huber.