NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/op-zoek-naar-het-donkere-materie-deeltje-nr-139/

Geprint op :
14 december 2018
11:20:11

De programmaonderzoekers willen de samenstelling van donkere materie ontrafelen.  Het bestaan van donkere materie volgt onder andere uit de geobserveerde bewegingen van sterren in sterrenstelsels. Deze bewegingen zijn afhankelijk van de massa in het stelsel. Uit de observaties blijkt dat er veel meer massa in sterrenstelsels zit dan we daadwerkelijk zien: maar liefst 85% van de massa in het heelal bestaat uit deze donkere materie. Uit welk deeltjes donkere materie bestaat, is niet bekend. De tot nog toe waargenomen eigenschappen bewijzen dat het geen deeltje uit het standaardmodel is.

Wereldwijd speuren verschillende experimenten naar de eigenschappen van donkere-materie-deeltjes. De Nikhef-groep werkt aan het XENON-experiment. Dat experiment bestaat uit een vat gevuld met vloeibare xenon. Gevoelige lichtsensoren in het vat zullen het opmerken wanneer donkere-materie-deeltjes botsen met xenon-atoomkernen. Met XENON beproeven de onderzoekers onder andere de massa van donkere-materie-deeltjes en de waarschijnlijkheid dat de deeltjes interacties aangaan. Deze eigenschappen kunnen uitsluitsel geven welke deeltjes daadwerkelijk donkere materie kunnen zijn, en welke deeltjes afvallen.

In de afgelopen twee jaar hebben vier experimenten controversiële aanwijzingen gevonden dat donkere materie bestaat uit veel minder massieve deeltjes dan de theorie voorspelt. Met het XENON100-experiment hebben de Nikhef-onderzoekers echter bewezen dat deze lichte donkere-materie-deeltjes niet kunnen bestaan. De resultaten zijn waarschijnlijk beïnvloed door radioactieve verontreiniging.

Op naar XENON1T
De XENON-collaboratie is momenteel bezig met de bouw van een dertig keer groter experiment, XENON1T genaamd. In 2015 zullen de XENON1T-metingen beginnen in het ondergrondse laboratorium Gran Sasso (Italië). Dankzij de grote hoeveelheid zeer zuiver xenon (3,5 ton) en een nog betere onderdrukking van radioactiviteit zal dit experiment ongeveer honderd keer gevoeliger zijn dan de huidige koploper, het LUX-experiment in de VS.

De Nikhef-onderzoekers werken aan een digitale filter die het mogelijk maakt de gevoeligheid voor zeer lichte donkere materie extra te verbeteren. De R&D-opstelling XAMS, die momenteel op Nikhef gebouwd wordt, biedt de mogelijkheid om de fysische eigenschappen van xenon beter te bepalen en nieuwe detectortechnieken te ontwikkelen. Recentelijk lukte het de onderzoekers om xenon voor het eerst in de opstelling vloeibaar te maken en onder controle te krijgen (bekijk ook het filmpje van dit experiment).