Teoretiske forudsigelser hjælper med jagt på mørkt stof

En ny ph.d. afhandling ved Jyväskylä Universitet, Finland, viser, hvordan anvendelse af tellur som detektormateriale kan hjælpe med at opdage mørkt stof mere effektivt end materialer, der i øjeblikket bruges. Forskningen lægger også et fundament for at skelne mellem kollisioner forårsaget af mørkt stof og neutrinoer, de såkaldte spøgelsespartikler, i detektorer i mørkt stof ved hjælp af xenon.

I sit speciale, MSc Pekka Pirinen undersøgte måder at påvise kollisioner mellem mørkt stof og atomkerner mere effektivt. En omfattende undersøgelse af kollisioner mellem neutrinoer og de fleste af de stabile xenonkerner blev også udført for første gang ved hjælp af en komplet mikroskopisk nuklear ramme.

Kollisioner mellem mørkt stof og almindeligt stof ville være en glimrende kilde til information om de stadig ukendte 80 % af alt stof i vores univers. Mørkt stof interagerer slet ikke med lys. Dens eksistens er blevet udledt af overraskende høje rotationshastigheder for galakser, blandt andet.

Tellurium giver en hånd til jagt

Et af de mest populære materialer, der bruges til direkte påvisning af mørkt stof, har i de senere år været xenon. Pirinen antyder i sin afhandling, at der stadig kan findes mere effektive materialer. Elementet tellurium kan være et.

"Baseret på mine beregninger ser det ud til, at isotop 125 af tellur er mere egnet til detektering af mørkt stof end de mest populære aktuelle detektormaterialer. Der findes en metode til at bygge en detektor ved hjælp af tellur, men problemet er, at tellur er ret sjældent og dyrt, «siger Pirinen.

MSc Pekka Pirinen forsvarer sin doktorafhandling i fysik "Teoretiske forudsigelser af WIMP-kerne og neutrino-kerne spredning i forbindelse med mørk stof direkte påvisning" fredag ​​den 7.12.2018 kl. 12.00 i foredragssalen FYS1. Modstander af professor er Achim Schwenk (TU Darmstadt, Tyskland) og professor professor Jouni Suhonen (Jyväskylä universitet). Doktorafhandlingen afholdes på engelsk.

Pekka Pirinen tog eksamen fra Minna Canth seniorgymnasiet i Kuopio i 2009. Han startede sine studier på fysikafdelingen på University of Jyväskylä i efteråret 2009, og han opnåede sin kandidatgrad i teoretisk fysik i 2014. Pirinen begyndte sin ph.d. undersøgelser i 2015. Forskningen er blevet finansieret af Magnus Ehrnrooth -fonden og Jyväskylä Universitet.