Picasso lever!

Om man nu antar att den mörka materien faktiskt kan växelverka med vanlig materia i till exempel en direktträff med wimp mot atomkärna kan man bygga ett experiment som Picasso, Project In Canada to Search for Supersymmetric Objects.

Anna Davour har varit med och byggt upp detektorn Picasso djupt nere i en gruva i Kanada. Principen är ungefär som bubbelkammaren, en av de allra första detektorerna för radioaktiva partiklar.

En bubbelkammare är fylld med överhettad gas, strax över kokpunkten, oftast väldigt låg temperatur. Vätskan är då instabil och vill gärna koka.

När en partikel kommer in i kammaren drar den ett joniserat spår efter sig i gasen och frisätter energi kring vilket det bildas bubblor. Partikeln kan man inte se, men bubbelspåret går att se.

Donald Glaser tilldelades 1960 års nobelpris i fysik för att han uppfunnit bubbel­kammaren.

Picasso är som massvis med små mikrometerstora bubbelkammare inbäddade i organisk gelé. Picasso-bubblorna består av freon som hålls vid en sådan temperatur och tryck (ungefär rumstemperatur och -tryck) att de egentligen skulle ha kokat bort, men eftersom väggen mot gelén är väldigt slät finns det inga störande lågenergipunkter där kokningen kan börja spontant genom spetseffekt.

Picasso skiss

Picasso består av totalt 12 fyrkantiga lådor med 4 detektorelement vardera, omgivna av en neutronskärm av vatten. Elementen hålls vid en bestämd temperatur och tryck av en styrdator, medan en mätdator samlar upp alla händelser, alla brustna bubblor. Data förs vidare upp till markytan för statistisk bearbetning. För att i möjligaste mån eliminera kosmisk strålning befinner sig Picasso 2 000 meter ned i urberget i en gruva i Kanada.


Picasso detektor

Så här ser detektorn Picasso ut, nere i sitt gruvhål. Det gröna och vita är lådor som innehåller vatten för att skärma av detektorn från neutroner som kommer ur berget nere i gruvan. Det kommer in neutroner i detektorn ändå och bildar en bakgrunds­nivå, men man har lärt sig hantera den.
Bild: Snolab

Picasso

Anna Davour har kopplat ihop mätkärlen i Picasso. Här ser du en värmeisolerad kub med fyra detektorelement fyllda med organisk gelé och freonbubblor. De fyrkantiga metallbitarna är mikrofonerna som ska lyssna efter kokande bubblor. Den gula vätskan är oljan som pumpas ned för att hålla ett konstant tryck
i mätkärlet. Bild: Snolab


cdms

Det finns andra typer av detektorer, till exempel baserade på germaniumplattor som ska detektera wimp-träffar.

Detektorn till Cryogenic Dark Matter Search, CDMS, hålls strax över absoluta nollpunkten (40–50 millikelvin), och när en wimp kolliderar med en atomkärna och ger en kärnrekyl tänker man sig att det ska generera en liten ström och att temperaturen

i germaniet ökar något litet. Den lilla strömmen kan detekteras som en svag strömspik.

Man staplar massor av CDMS-element på varandra för att få så stor volym och massa som möjligt, för i och med det ökar sannolikheten att man ska kunna detektera något. Det aktiva materialets massa ska vara i storleksordningen ett ton. Bild: Snolab

Picasso Hawking

Stephen Hawking kollar in ett detektorelement i Picasso år 2012. Bild: Snolab

 
Sida 3 / 4
Föregående Nästa

Innehållsförteckning

Fakta

Mer på nätet

Om detektorn Picasso:
tinytw.se/picasso
och en.wikipedia.org/wiki/PICASSO
Anna Davours egen presentation om Picasso förklarar grund­erna (pdf):
tinytw.se/davour
Picasso finns på Snolab i Kanada: www.snolab.ca
Detektorn Amanda: tinytw.se/amandawiki
Partikelfysikens standard­modell, ett mycket omfattande ämne: tinytw.se/standmod
Om wimp-kollisioner och dna: tinytw.se/ngwimp
Den kända materien och energin i olika våglängds­-band kan du se själv här: www.chromoscope.net
Oerhört mycket läsning om gravitationella linser: tinytw.se/gravlens