Inizierà la costruzione di un rivelatore di materia oscura di nuova generazione con il Regno Unito che assumerà un ruolo di primo piano e fornirà hardware vitale per il progetto.

L'esperimento LUX-ZEPLIN (LZ), che sarà costruito quasi un miglio sottoterra presso il Sanford Underground Research Facility (SURF) a Lead, Sud Dakota, è considerata una delle migliori opzioni ancora per determinare se le particelle di materia oscura teorizzate note come WIMP (particelle massicce a interazione debole) esistano effettivamente.

Una pietra miliare significativa è stata ora raggiunta con i funzionari del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti che hanno approvato formalmente il progetto definitivo la scorsa settimana, consentendo l'inizio della costruzione e spingendo il progetto verso il suo obiettivo di completamento di aprile 2020.

La collaborazione LZ ora conta circa 220 scienziati e ingegneri partecipanti che rappresentano 38 istituzioni in tutto il mondo - con scienziati del Regno Unito, sostenuto dal Science and Technology Facilities Council, che rappresentano circa un quarto della collaborazione.

Henrique Araújo, dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato:"Non vediamo l'ora di vedere tutto riunirsi dopo un lungo periodo di progettazione e pianificazione".

La natura della materia oscura, che i fisici descrivono come la componente invisibile o "massa mancante" nell'universo, è sfuggito agli scienziati da quando la sua esistenza è stata dedotta dall'astronomo svizzero Fritz Zwicky nel 1933. La ricerca per scoprire di cosa è fatta la materia oscura, o se può essere spiegato modificando le note leggi della fisica, è considerata una delle domande più urgenti nella fisica delle particelle.

LZ sarà almeno 50 volte più sensibile alla ricerca di segnali da particelle di materia oscura rispetto al suo predecessore, l'esperimento Large Underground Xenon (LUX). Il nuovo esperimento utilizzerà 10 tonnellate di xeno liquido ultrapurificato, per scoprire possibili segnali di materia oscura. Xeno, nella sua forma gassosa, è uno degli elementi più rari nell'atmosfera terrestre.

Il programma in rapida evoluzione per LZ lo aiuterà a rimanere competitivo con simili esperimenti internazionali di rilevamento della materia oscura, l'esperimento XENON1T al Laboratorio Nazionale del Gran Sasso in Italia e il PandaX-II in Cina. Entrambi questi progetti hanno un programma e una scala simili a LZ, sebbene i partecipanti a LZ mirino a raggiungere una maggiore sensibilità alla materia oscura rispetto agli altri contendenti.

"La scienza è altamente convincente, quindi è perseguito dai fisici di tutto il mondo, "ha detto Carter Hall, il portavoce della collaborazione LZ e professore associato di fisica presso l'Università del Maryland. "È una competizione amichevole e sana, con una scoperta importante forse in gioco."

LZ è progettato in modo che se una particella di materia oscura si scontra con un atomo di xeno, produrrà un rapido lampo di luce. Gli impulsi luminosi vengono captati da una serie di circa 500 tubi amplificatori di luce che rivestono l'enorme vasca, oltre quattro volte di più di quelli installati in LUX, che porteranno l'impronta digitale rivelatrice delle particelle che li hanno creati.

Gli scienziati britannici stanno contribuendo con l'hardware per la maggior parte dei sottosistemi e anche le navi che circonderanno lo xeno liquido sono responsabilità dei partecipanti britannici. Saranno costruiti con il titanio più puro al mondo per ridurre il rumore di fondo.