25 januari 2021

Kunnen we donkere materie detecteren met DNA?

Zou zou de detector van DNA-donkere materie moeten werken. credit: Andrzej Drukier et al. 2012

Zo’n 22% van de totale hoeveelheid massa/energie van het heelal schijnt er uit te bestaan: donkere materie. De rest bestaat uit donkere energie (74%) en gewone materie (4%). Dát donkere materie bestaat weten we uit indirecte wijze, door de gravitationele werking van donkere materie, zoals overtuigend te zien is aan de vele waargenomen zwaartekrachtslenzen bij ver verwijderde clusters van sterrenstelsels. Directe detectie van deeltjes donkere materie is tot op heden nog niet gelukt, al zijn er talloze experimenten verspreid over de gehele wereld gaande, zoals XENON100EDELWEISSCDMSCoGeNTDAMA-LIBRA. Bij al die experimenten gebruikt men vaten gevuld met een bepaalde substantie, waarvan men hoopt dat passerende WIMP’s – weakly interactive massive particles, de veronderstelde kandidaten van donkere materie – reageren met de deeltjes van die substantie. Zoals in het geval van CRESST, waarbij een tank gevuld is met calcium- en wolframaat-kristallen. Maar zoals gezegd: noppes resultaat tot nu toe. Vandaar dat Katherine Freese, natuurkundige op de Universiteit of Michigan in Ann Arbor, naar een zeer ongebruikelijke methode grijpt. Zij wil namelijk een detector bouwen, waarin DNA wordt gebruikt om WIMP’s te detecteren. 😯 Yep, Desoxyribonucleïnezuur, de belangrijkste chemische drager van erfelijke informatie in alle bekende organismen. Hier het artikel over die detector, beschreven door Freese en enkele collegae. Het idee is als volgt: in de detector wordt een dunne folie van goud gebruikt. Aan dat folie hangen zeer dunne strengen met echt DNA. Een passerende WIMP zou af en toe kunnen reageren met de goudatomen. Die worden dan uit het folie gekegeld en zij snijden vervolgens enkele van de DNA-strengen door. Aan de hand van de doorgesneden strengen kan precies de richting van de WIMP worden bepaald.

WIMP’s en het menselijk lichaam

Waar DNA al niet goed voor is! Credits: Robots & Machines.

Freeze en haar collega Christopher Savage hadden eerder dit jaar al eens uitgerekend hoe vaak een WIMP reageert op een menselijk lichaam. Ze namen een gemiddeld lichaam van 70 kg als uitgangspunt, welke voor het grootste gedeelte schijnt te bestaan uit zuurstof (61%). Daar lieten ze vervolgens enkele varianten van WIMP’s op los. Iedere minuut vliegen er miljarden WIMP’s door je lichaam, zonder dat je er erg in hebt en zonder dat ze reageren op een deeltje in je lichaam. En toch gebeurt er volgens het duo af en toe een interactie: in het geval van WIMP’s met een massa van 60 GeV is dat ongeveer 10 keer per jaar, bij lichtere 10-20 GeV WIMP’s. En er komt niet eens goud bij van pas. DNA is kennelijk erg geschikt om donkere materie te detecteren. Freeze denkt dat de door te bouwen detector ongeveer duizend keer gevoeliger zal zijn dan de huidige detectoren. Nou, ik ben benieuwd. Bron: Science News.

Comments

  1. Mmm, huiswerk iets beter doen;

    Ze namen een gemiddeld lichaam van 70 kg als uitgangspunt, welke voor het grootste gedeelte schijnt te bestaan uit zuurstof (61%).

    Moet zijn;

    Ze namen een gemiddeld lichaam van 70 kg als uitgangspunt, welke voor het grootste gedeelte schijnt te bestaan uit waterstof (61%).

    Het lichaam bestaat voor het grootste deel uit water (H2O) wat bestaat uit 2 waterstof atomen en 1 zuurstof atoom. 61% zuurstof moet dus vervangen worden door 61% waterstof.

    Ray Bannink

  2. Hebben jullie niet gewoon allebei gelijk? “The composition of the human body can be looked at from the point of view of either mass composition, or atomic composition. To illustrate both views, the human body is ~70% water, and water is ~11% hydrogen by mass but ~67% hydrogen by atomic percent. Thus, most of the mass of the human body is oxygen, but most of the atoms in the human body are hydrogen atoms.” Aldus http://en.wikipedia.org/wiki/Composition_of_the_human_body Verderop op die pagina staat dat het lichaam qua massa voor 65% uit zuurstof bestaat, zie die tabel.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: