p Os resultados de sua primeira execução indicam que o XENON1T é o detector de matéria escura mais sensível da Terra. A sensibilidade do detector - uma sentinela subterrânea aguardando uma colisão que confirmaria uma hipótese - deriva tanto de seu tamanho quanto de seu "silêncio". Protegido por rocha e água, e purificado com um sistema sofisticado, o detector demonstrou um novo nível recorde de baixa radioatividade, muitas ordens de magnitude abaixo do material circundante na Terra. p "Estamos vendo dados de qualidade muito boa deste detector, o que nos diz que está funcionando perfeitamente, "disse Ethan Brown, um membro da Colaboração XENON1T, e professor assistente de física, física aplicada, e astronomia no Rensselaer Polytechnic Institute.

p A matéria escura é teorizada como um dos constituintes básicos do universo, cinco vezes mais abundante do que a matéria comum. Mas porque não pode ser visto e raramente interage com a matéria comum, sua existência nunca foi confirmada. Várias medições astronômicas corroboraram a existência de matéria escura, levando a um esforço mundial para observar diretamente as interações das partículas de matéria escura com a matéria comum. Até o presente, as interações se mostraram tão fracas que escaparam da detecção direta, forçando os cientistas a construir detectores cada vez mais sensíveis.

p Desde 2006, a Colaboração XENON operou três detectores de xenônio líquido sucessivamente mais sensíveis no Laboratório Subterrâneo Gran Sasso (LNGS) na Itália, e o XENON1T é seu empreendimento mais poderoso até o momento e o maior detector desse tipo já construído. As interações de partículas no xenônio líquido criam minúsculos flashes de luz, e o detector se destina a capturar o flash da rara ocasião em que uma partícula de matéria escura colide com um núcleo de xenônio.

p Mas outras interações são muito mais comuns. Para proteger o detector o máximo possível da radioatividade natural na caverna, o detector (a chamada Câmara de Projeção de Tempo de Xenônio Líquido) fica dentro de um criostato submerso em um tanque de água. Uma montanha acima do laboratório subterrâneo protege ainda mais o detector dos raios cósmicos. Mesmo com a proteção do mundo exterior, contaminantes penetram no xenônio a partir dos materiais usados ​​no detector. Entre suas contribuições, Brown é responsável por um sistema de purificação que limpa continuamente o xenônio no detector.

p "Se o xenônio estiver sujo, não veremos o sinal de uma colisão com matéria escura, "Brown disse." Manter o xenônio limpo é um dos maiores desafios deste experimento, e meu trabalho envolve o desenvolvimento de novas técnicas e novas tecnologias para acompanhar esse desafio. "

p Brown também ajuda a calibrar o detector para garantir que as interações registradas possam ser devidamente identificadas. Em casos raros, por exemplo, o sinal de um raio gama pode se aproximar do sinal esperado de uma partícula de matéria escura, e a calibração adequada ajuda a descartar sinais positivos falsos semelhantes.

p No artigo "Resultados da primeira pesquisa de matéria escura do experimento XENON1T" postado em arXiv.org e enviado para publicação, a colaboração apresentou resultados de uma execução de 34 dias de XENON1T de novembro de 2016 a janeiro de 2017. Embora os resultados não tenham detectado partículas de matéria escura - conhecidas como "partículas massivas de interação fraca" ou "WIMPs" - a combinação de níveis recordes de baixa radioatividade com o tamanho do detector implica um excelente potencial de descoberta nos próximos anos.

p "Uma nova fase na corrida para detectar a matéria escura com detectores massivos de fundo ultrabaixo na Terra acaba de começar com o XENON1T, "disse Elena Aprile, professor da Columbia University e porta-voz do projeto. "Estamos orgulhosos de estar na vanguarda da corrida com este detector incrível, O primeiro de sua espécie."