Een nieuwe Ph.D. proefschrift aan de Universiteit van Jyväskylä, Finland, laat zien hoe het gebruik van tellurium als detectormateriaal donkere materie effectiever kan detecteren dan momenteel gebruikte materialen. Het onderzoek legt ook een basis om onderscheid te maken tussen botsingen veroorzaakt door donkere materie en neutrino's, de zogenaamde spookdeeltjes, in donkere-materiedetectoren die xenon gebruiken.

In zijn proefschrift, MSc Pekka Pirinen onderzocht manieren om botsingen tussen donkere materie en atoomkernen effectiever te detecteren. Een uitgebreide studie van botsingen tussen neutrino's en de meeste stabiele xenon-kernen werd ook voor het eerst uitgevoerd met behulp van een volledig microscopisch nucleair raamwerk.

Botsingen tussen donkere materie en gewone materie zouden een uitstekende bron van informatie zijn over de nog onbekende 80% van alle materie in ons heelal. Donkere materie heeft helemaal geen interactie met licht. Het bestaan ​​ervan is afgeleid uit verrassend hoge rotatiesnelheden van sterrenstelsels, onder andere.

Tellurium helpt bij de jacht

Een van de meest populaire materialen die worden gebruikt bij directe detectie van donkere materie is de afgelopen jaren xenon geweest. Pirinen laat in zijn proefschrift doorschemeren dat er nog effectievere materialen te vinden zijn. Het element tellurium zou er een kunnen zijn.

"Op basis van mijn berekeningen lijkt het erop dat isotoop 125 van tellurium meer geschikt is voor detectie van donkere materie dan de meest populaire huidige detectormaterialen. Er bestaat een methode om een ​​detector te bouwen met behulp van tellurium, maar het probleem is dat tellurium vrij zeldzaam en duur is, ', zegt Pirinen.

MSc Pekka Pirinen verdedigt zijn proefschrift in de natuurkunde "Theoretische voorspellingen van WIMP-nucleus en neutrino-nucleusverstrooiing in context van directe detectie van donkere materie" op vrijdag 7.12.2018 om 12.00 uur in de collegezaal FYS1. Tegenstander hoogleraar is Achim Schwenk (TU Darmstadt, Duitsland) en custos professor Jouni Suhonen (Universiteit van Jyväskylä). Het proefschrift wordt in het Engels gehouden.

Pekka Pirinen studeerde in 2009 af aan de Minna Canth senior high school in Kuopio. Hij begon zijn studie in de afdeling natuurkunde aan de Universiteit van Jyväskylä in de herfst van 2009 en behaalde zijn master in theoretische natuurkunde in 2014. Pirinen begon zijn Ph.D. studies in 2015. Het onderzoek is gefinancierd door de Magnus Ehrnrooth-stichting en de Universiteit van Jyväskylä.