– Mørk materie er det neste virkelig store mysteriet som løses

De første resultatene fra partikkeldetektoren LUX er nå klare. – Dette er en av de sakene hvor det er ganske spennende å ikke ha sett noe, sier Bjørn Hallvard Samset.

LUX

LUX, som befinner seg i en gruve dypt under jorda, er nå vårt fremste håp for å finne mørk materie.

Foto: Carlos H. Faham

En drøy kilometer under bakken i Black Hills i Sør-Dakota ligger Sanford Underground Research Facility.

Der befinner Large Underground Xenon (LUX) seg, partikkeldetektoren som forskerne nå håper skal klare å finne den mørke materien de har lett etter så lenge.

– Nå som Higgspartikkelen er funnet er mørk materie det aller største mysteriet vi har innen partikkelfysikk. Den må være der, men vi aner virkelig ikke hva den er, forklarer fysiker Bjørn Hallvard Samset til NRK.no.

– Det må være mer stoff der inne

Bjørn Samset

Bjørn Hallvard Samset tror mørk materie vil bli det neste virkelig store mysteriet som løses.

Foto: Universitetet i Oslo

Tidligere i uka kom de første resultatene fra LUX, det skal vi komme tilbake til - først må vi få klarhet i hvordan vi kan lete etter noe vi ikke vet hva er.

– Vi har visst om mørk materie siden 1930, da astrofysiker Fritz Zwicky studerte galakserotasjon og fant ut at de spinner alt for fort, forteller Samset.

Sentripetalakselerasjonen er krafta som gjør at armene dine beveger seg ut fra kroppen når du snurrer rundt. Prinsippet for roterende galakser er det samme.

Men stjernene blir ikke slynget utover, på tross av at de ikke har noen armer å henge fast i.

– Det som holder dem i klynge er tyngdekraften fra alle stjernene innenfor. Zwicky beregnet hvor mange stjerner det var der inne og hvor mye tyngdekraft det kom fra dem, og fant at det var alt for lite. Det må være mer stoff der inne - noe som trekker med tyngdekraft, men som vi ikke ser.

At vi ikke ser det kommer av at det ikke sender lys til teleskopene våre - derav navnet mørk materie.

– Vi aner ikke hva det er

Samset forklarer at vi - på tross av at vi ikke har sett det direkte - har fått bekrefta den mørke materiens eksistens med høy presisjon, og dessuten sett den indirekte.

– Lys bøyer seg rundt tunge ting, og vi kan bruke dette til å kartlegge hvor i universet det er stoff vi ikke kan se. Samme konklusjon: Det er masse masse der ute som vi ikke ser - mørk materie.

For hvert kilo stoff som lyser i universet - for eksempel stjerner, planeter, gass - estimerer ekspertene at det finnes fire kilo mørk materie.

– Vi aner ikke hva det er. Litt pinlig, men også veldig, veldig inspirerende, sier Samset.

LUX

Tanken LUX befinner seg i er nå fylt med vann, hensikten er å fjerne nøytroner og eksterne radioktive biprodukter.

Foto: Carlos H. Faham

Fortsatt ikke sett spor

Nå håper fysikere verden over at LUX skal hjelpe oss til å forstå hva mørk materie faktisk er for noe.

De første resultatene er nå offentliggjort, og selv om detektoren fortsatt ikke har sett spor etter mørk materie betyr ikke det at de foreløpige forsøkene har vært til ingen nytte.

– LUX har vist at en del av de mulige hintene til mørk materie som andre har sett ikke stemmer. I så fall ville detektoren allerede ha sett et stort signal. De har også vist at maskina virker, og at den er så følsom som den lovet at den skulle bli, sier Samset.

LUX-detektoren skal prøve å spotte partikler av mørk materie som dumper inn i "vanlig" materie på sin ferd gjennom jorda.

– I løpet av disse tre første månedene har vi først og fremst sett på hvordan detektoren virker, og vi er ekstremt fornøyd med det vi har sett, sier professir Richard Gaitskell fra Brown University til BBC.

– Gitt hvor mye aktivitet det er på området nå, så regner jeg med at mørk materie er det neste virkelig store mysteriet som løses, spår Samset.