Resultaten från XENON1T, världens största detektor för ”WIMPS” (Weakly Interacting Massive Particles), presenterades 28 maj på Gran Sasso laboratoriet i Italien. Det förmodas att WIMPs utgör den mysteriska mörka materian utgörs av WIMPS, som man letar febrilt efter med olika metoder.  Man förväntar sig att en trillion WIMPs korsar varje kvadratmeter på jorden per sekund, men partiklarna är otroligt svårt att upptäcka.  Med XENON1T detektorn försöker man därför att upptäcka partiklarna när dem kolliderar med atomerna i flytande xenon. ”I 1000 kilo xenon kommer man nog inte kunna se mer än några stycken per år”, säger Jan Conrad, som är ledare för Stockholms Universitetets XENON grupp.  Efter ett år av mätningar har forskarna lyckats nå en högre känslighet än någonsin tidigare, men WIMPs har inte kunnat påvisas.

XENON1T installation in the underground hall of Laboratori Nazionali del Gran Sasso. The three story building houses various auxiliary systems. The cryostat containing the LXeTPC is located inside the large water tank next to the building. Photo by Roberto Corrieri and Patrick De Perio.”
 

XENON1T, som har byggts och drivs av ett internationellt forskarlag om 165 forskare från 27 universitet, består av  en ungefär 1 meter hög och 1 meter bred cylinder. Cylindern är fylld med gasen xenon som är nerkyld till en temperatur av ca.  -95°C, för att behålla den flytande och för att öka sannolikheten att en WIMP skall krocka. Rekylen hos xenon  atomerna ger en signal i form av frigjorda elektroner och ljus som kan ses med känsliga sensorer. Tyvärr, finns det många andra partiklar som liknar WIMPs, till exempel den naturliga radioaktiviteten som finns i alla material eller kosmiska partiklar som bombarderar jordatmosfären.  Därför tog man fram speciella material för att bygga detektorn och den placerades djupt under marken.  XENON1T detektorn utformades också för att få så mycket information som möjligt om rekylen, och avancerade statistiska metoder har utvecklats för att hitta nålen i höstacken. ”Vi har inte bara ökat datamängden, vi har också jobbat väldigt hårt med att förbättra analysen. Jag är nöjd med att vi har kunnat uppnå den målsatta känsligheten. ”, säger Knut Morå, som är doktorand vid Stockholms Universitet, och huvudansvarig för den statistiska analysen i XENON1T.

XENON1T kommer att uppgraderas redan nästa år. XENONnT, som den nya detektorn kallas, kommer att vara fyra gånger större och målet är att öka känsligheten tiofalt.

Stockholm Universitets grupp är bland de ledande i XENON samarbetet, som man anslöt sig till 2015.  ”Vi kan inte förneka att vi hoppades på en upptäckt, men nästa steg, nämligen XENONnT är nog mer avgörande när det gäller WIMPs. Upptäckten bör ligga runt hörnet”, säger Jan Conrad.