Das LUX-ZEPLIN Dark Matter Experiment ist ein physikalisches Untergrundexperiment in Lead in South Dakota mit dem Ziel Dunkle Materie zu erforschen. Hauptaufgabe des Detektors ist es mit hoher Präzision und sehr geringer Hintergrundereignisrate Wechselwirkungen von potentiellen dunkle Materie Teilchen zu erfassen. Das Experiment ist Teil der Sanford Underground Research Facility (SURF). Umgangssprachlich wird auch vom LZ-Experiment gesprochen.
Das Experiment ist neben dem europäischen XENON Dark Matter Project und dem chinesischen PandaX-Experiment eines von drei Untergrundexperimenten zur Erforschung Dunkler Materie. In 2026 veröffentlichen Wissenschaftler, dass das LZ-Experiment in 2023 erstmals mit einer Signifikanz von 2.6 σ Standardabweichung ein bisher durch Standardmodell-Prozesse schwer erklärbares Ereignis messen konnten, welches gut mit der Wechselwirkung eines Dunkle-Materie-Teilchen Kandidaten, dem WIMP, vereinbar ist. Damit ist dem Experiment der erste mögliche direkte Nachweis von Dunkler Materie gelungen.
Detektor Der Teilchendetektor des LZ Experiments befindet sich in einer ehemaligen Goldmine in einer Tiefe von ca. 1500 Metern auf dem Gelände der Sanford Underground Research Facility (SURF). Er steht in der Davis Kaverne, eine Aushöhlung tief unter der Erde. Das innere des Detektors besteht aus einem Tank mit ca. 7 Tonnen flüssigem Xenon. Fliegt ein Teilchen durch das Xenon, kann es mit dem Xenon Wechselwirken und ein Signal im Detektor hinterlassen. Da davon ausgegangen wird, dass Dunkle Materie, falls sie mit normaler Materie interagiert nur extrem schwach wechselwirkt, wird eine sehr niedrige Hintergrundereignisrate benötigt um sensibel genug gegenüber besonders seltenen Dunkle-Materie-Prozessen zu sein. Dies ist auch der Grund für die Lage des Detektors tief unter der Erde, um die Anzahl frei fliegender Teilchen zu reduzieren und den Detektor besser abschirmen zu können.
Weblinks Website des Experiments
Einzelnachweise
Kategorie:Kern- und Teilchenphysikexperiment Kategorie:Wissenschaft und Forschung in den Vereinigten Staaten