Materia e errët është materie misterioze, të cilën shkencëtarët nuk e vëzhgojnë dot, por nga llogaritjet e dinë se është aty. Ajo është vëzhguar vetëm në mënyrë jo të drejtpërdrejtë përmes ndikimit të saj në materien që mund të vëzhgohet. Kjo materie, e cila mendohet se përbën rreth 80% të materies në univers, nuk rrezaton dritë as energji. Llogaritjet thjesht tregojnë se diçka e padukshme është pjesa më të madhe e masës së universit dhe paraqitet si një hije e çuditshme rreth galaktikave të mëdha. Shumë fenomene astronomike nuk kanë kuptim pa praninë e saj. Ajo bashkëvepron me materien e dukshme përmes gravitetit, por ky lloj bashkëveprimi është shumë i dobët për t’u vënë re në eksperimentet në Tokë. Për këtë arsye shkencëtarët kanë nevojë të vëzhgojnë bashkëveprime të tjera të saj me grimcat e dukshme, tashmë të njohura e të shpjeguara nga Modeli Standard.
Ekzistojnë disa ide për llojin e grimcave, nga të cilat mund të përbëhet kjo lloj materieje. Kandidatët kryesorë janë grimcat e quajtura WIMP, Weakly Interacting Massive Particles, që në shqip do të thotë: grimca masive me bashkëveprim të dobët. Siç kuptohet edhe nga emri, këto grimca bashkëveprojnë përmes forcës së bashkëveprimit të dobët e për pasojë nuk do të viheshin re edhe pse miliarda grimca të tilla do kalonin përmes nesh çdo sekondë. Këto grimca mendohet të kenë masë sa 10-100 herë ajo e protonit. Për të zbuluar këto lloj bashkëveprimesh do të duhej një eksperiment me ndjeshmëri shumë të lartë, dhe LUX është ndërtuar pikërisht për këtë, me ndjeshmëri nga një e pesta e masës së protonit (rreth 0.2 GeV/c2) deri në rreth dhjetë herë masën e kuarkut sipër (më se 1,000 GeV/c2), rreth 4 herë ndjeshmëri më të madhe se ajo për të cilën ishte krijuar fillimisht.
LUX është shkurtesë për Large Underground Xenon experiment (eksperimenti i madh nëntokësor me ksenon) dhe i referohet një “cilindri” me baza 12-këndëshe, me diametër 48 cm dhe lartësi 48 cm, të mbushur me 250,9 kg ksenon të lëngshëm. Bazat e këtij “cilindri” kanë nga 61 tuba fotoshumëfishues (PMT). Ai është i futur në një rezervuar uji të pastër rreth 272 500 litrash. Ky është i vendosur në një ish minierë ari rreth 1,5 km nën tokë, e cila tashmë quhet Sanford Underground Research Facility (Objekti Nëntokësor Kërkimor Sanford). Kështu, ai është i mbrojtur nga rrezet kozmike, aktiviteti diellor, rrezatimi nga mineralet në tokë, dhe shumica e fenomeneve të tjera të pritshme që do të mund të jepnin rezultate të rrejshme. Një WIMP në këtë cilindër do të përplasej me një atom ksenoni dhe do të jepte një shkëndijë të vogël, e cila do të pasohej nga një pak më e madhe që do të vërehej nga tubat fotoshumëfishues. Një eksperiment kaq i ndjeshëm, sipas shkencëtarit Aaron Manalaysay, “do të vinte re edhe një grimcë materieje të errët që do të prodhonte sinjale vetëm disa herë për shekull në një kilogram ksenoni.”
Por, LUX dështoi. Nuk vuri re as edhe një rast të vetëm. Shkencëtarët nuk mendojnë se kjo ndodhi sepse materia e errët nuk ekziston, por sepse modelet teorike, sipas të cilave është planifikuar eksperimenti nuk kanë qenë të sakta. Grimcat, të cilat janë kërkuar nga shkencëtarët mund të jenë shumë ndryshe nga si janë grimcat e materies së errët në të vërtetë. Ndoshta materia e errët bëhet fjalë për WIMP të tjera e jo nga ato që njihen si kandidatët më të mundshëm. Ndoshta materia e errët përbëhet nga grimca që bashkëveprojnë përmes ndonjë force të re, të pa përshkruar nga Modeli Standard. Ndoshta grimcat e materies së errët kanë masë më të madhe ose më të vogël se ajo që mund të matej me LUX.
Ndërkohë, LHC i CERN do të vazhdojë kërkimet për grimca të reja, dhe ndoshta në një nga këto do të mund të krijojë një grimcë materieje të errët. Nga ana tjetër, shkencëtarët e LUX janë bashkuar me shkencëtarët e ZEPLIN, një detektor nëntokësor i materies së zezë në Britani dhe do të fillojnë projektin LUX-ZEPLIN, i cili do të jetë 70 herë më i ndjeshëm.
Ky dështim na mëson se jo gjithmonë mund të bëjmë një eksperiment dhe të kemi një rezultat. Nganjëherë shkenca e ka gabim, apo mjaftueshëm gabim sa për të mos funksionuar eksperimenti. Ajo që ka rëndësi është të mos ndalemi së studiuari natyrën dhe pas çdo dështimi, të gjejmë gabimin e të kërkojmë zgjidhjen. Të kërkojmë aty ku nuk kemi kërkuar më parë, për atë çfarë nuk kemi kërkuar më parë.
Referencat:
1. http://luxdarkmatter.org/LUX_dark_matter/Talks_files/LUX_NewDarkMatterSearchResult_332LiveDays_IDM2016_160721.pdf
2. http://www.space.com/20930-dark-matter.html
3. http://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/07/21/dark-matter-may-be-completely-invisible-concludes-worlds-most-sensitive-search/#9a0fca35b603
4. http://www.space.com/33497-dark-matter-search-comes-up-empty-lux-detector.html
5. http://news.berkeley.edu/story_jump/detectors-last-experiment-narrows-search-for-dark-matter/