Onder een grote berg in Italië is deze week het experiment XENON1T in gebruik genomen, dat met ongekende gevoeligheid op zoek gaat naar donkere materie.

Ons heelal lijkt maar voor een zesde te bestaan uit materie die we kunnen zien; de rest is ‘donkere materie’. Waar die vorm van materie van is gemaakt, is al decennia een van de grootste problemen waar natuur- en sterrenkundigen mee worstelen. Het nieuwe experiment XENON1T gaat de komende paar jaar een dappere poging doen dit raadsel op te lossen.

1400 meter rotsbodem

Om donkere materie te kunnen detecteren, bevat XENON1T ruim 3 ton ultrapuur xenon. Op deze xenonatomen zouden dan donkere-materie-deeltjes moeten ‘botsen’. Bij zo’n botsing komt dan een heel klein lichtflitsje vrij, dat kan worden gemeten met de 248 lichtsensors waarmee XENON1T is uitgerust.

Om ervoor te zorgen dat het experiment geen last heeft van storende kosmische straling, is het gebouwd onder de Italiaanse berg Gran Sasso. Hierdoor bevindt XENON1T zich onder een beschermende ‘deken’ van 1400 meter aan rotsbodem. In hetzelfde laboratorium zijn overigens ook een aantal andere deeltjesexperimenten te vinden, waaronder OPERA, het experiment dat in 2011 neutrino’s zou hebben gemeten die sneller dan het licht reisden. (Wat later niet bleek te kloppen.)

Tien keer zo gevoelig

Als XENON1T eenmaal helemaal operationeel is, zal het het gevoeligste donkere-materie-experiment ter wereld zijn, meldt het Nederlandse deeltjesinstituut Nikhef in een persbericht. Maar daar blijft het niet bij. Want over een jaar of twee wordt het experiment opgewaardeerd naar XENONnT, dat meer dan twee keer zoveel xenon bevat. Daarmee zou dan een nog eens tien keer zo hoge gevoeligheid voor donkere-materie-deeltjes mogelijk moeten zijn.

Maar laten we eerst maar eens afwachten wat XENON1T klaarspeelt, de komende tijd. Begin 2016 hoopt het team achter het experiment al resultaten bekend te kunnen maken.

Bronnen: Nikhef, University of Chicago via Phys.org

Beeld: XENON1T Collaboration