Investigadores da USC participan nunha investigación clave na procura da materia escura
Ademais de establecer a presenza desa emisión de luz, unha das revelacións máis interesantes deste traballo é que a emisión resultante é altamente independente da lonxitude de onda, o que ofrece un atractivo tecnolóxico que os científicos estudan para saber como explotar.
Por E.P. | SANTIAGO DE COMPOSTELA | 16/05/2022 | Actualizada ás 20:03
Investigadores da Universidade de Santiago no Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), a través da colaboracion do experimento NEXT no Laboratorio Subterráneo de Canfranc, publicaron na revista Physical Review X a primeira observación experimental de radiación de freado, ou 'bremsstrahlung' neutro en xenón.
A demostración desta radiación resolve unha procura que se remonta a 2017, cando se observaron por primeira vez sinales de escintilación (emisión moi breve de luz) de orixe descoñecida. Así mesmo, establece novos límites á sensibilidade de detectores, como NEXT, que lideran na actualidade a procura de materia escura e neutrinos empregando cámaras de proxección temporal.
Cando a radiación ionizante interactúa co xenón gaseoso da cámara de NEXT, emítense grandes cantidades de luz ultravioleta en determinadas lonxitudes de onda, o que constitúe o mecanimo de detección utilizado na procura de materia escura e no estudo de física de neutrinos baseados en elementos nobres.
No entanto, os científicos veñen observando desde 2017 unha contribución adicional cuxo orixe non conseguiran identificar ata agora. Este novo tipo de luz causada pola dispersión de electróns en átomos neutros denomínase emisión de 'bremsstrahlung' neutro ou de polarización, e débese á interacción entre a partícula cargada e o átopo de xenón, a través do momento dipolar inducido deste último.
"A presenza de fotóns individuais en coincidencia coa interacción de radiación de alta enerxía ou 'ruído' procedente de rexións en teoría inactivas, así como a presenza de electroluminiscencia a enerxías inferiores ás necesarias suxería a presenza dun mecanismo de radiación diferente do convencional", explicou o investigador do IGFAE, Diego González Díaz.
Durante anos consideráronse estes fenómenos como independentes, sinalou, ata que en decembro de 2019 realizaron un experimento en colaboración coas universidades portuguesas de Coimbra e Aveiro para "resolver o misterio".
EMISIÓN INDEPENDENTE DA LONXITUDE DE ONDA
Ademais de establecer a presenza desa emisión de luz, unha das revelacións máis interesantes deste traballo é que a emisión resultante é altamente independente da lonxitude de onda, o que ofrece un atractivo tecnolóxico que os científicos estudan para saber como explotar.
A ese respecto, ábrese a posibilidade de rexistrar a ionización primaria en detectores baseados en elementos nobres en fase líquida, usando para iso radiación de freado producida nunha rexión electrificada. Isto permitiría aumentar a sensibilidade á enerxía dos eventos primarios nuns 4 ou 5 ordes de magnitude, sen a dificultade de ter que operar o detector en equilibrio líquido-vapor (como se fixo ata agora).
"Na actualidade estamos a realizar medidas de escintilación absoluta noutros elementos nobres e moleculares para estudar a dependencia da emisión co tipo de medio, e explorar os límites do marco teórico implementado por Pablo Amedo, estudante de doutoramento do IGFAE", sinalou Diego González, que engadiu que os investigadores queren realizar tamén un estudo detallado do espectro de emisión.
