Первые результаты оказались безуспешными в поиске темной материи

:  Первая попытка поиска загадочного темного вещества с применением устройства под названием Большой Подземный Ксенон (расположен на глубине в 1,6 километра, Южная Дакота), несмотря на идентификацию более 1600 контактных событий, завершилась безрезультатно. Новый эксперимент, проведенный глубоко под землей, использовал наиболее чувствительный детектор темного вещества, известный на данное время. Тем не менее, первые результаты высокотехнологического инструмента оказались безуспешными в контексте поисков неуловимого темной материи. Расположенный на глубине в 1,6 километра (Блэк Хиллс, Южная Дакота), Большой Подземный Ксенон (БПК) является самым приспособленным к поиску темного вещества инструментом. Несмотря на то, что мощный детектор антиматерии провел всего лишь первый свой эксперимент, БПК так и не удалось обнаружить доказательства существования загадочного вещества.

«Таинственное темное вещество Вселенной, формирующее так называемый темный сектор, бросает современной физике два из трех самых захватывающих вызовов», говорит Сол Перлмуттер (Национальная Лаборатория Лоуренса Беркли), нобелевский лауреат в области физики (2011 год). «Мы называем его темным сектором по той причине, что нам неизвестно, что стоит за большей частью энергии и массы Вселенной. Темная энергия – первый вызов, а в случае со вторым именно данные БПК берутся за основу будущих поисков темного вещества».

Ученые считают, что темное вещество занимает большую часть Вселенной, хотя его и нельзя увидеть или коснуться. Астрономы сообщают о существовании антиматерии, так как они фиксируют ее гравитационное влияние на галактики и звезды.

Проводя эксперименты глубоко под землей, подобные БПК, ученые надеются защитить детектор от всего, кроме СВМЧ, слабо взаимодействующих массивных частиц, считающиеся первыми кандидатами на роль частиц, из которых и состоит темное вещество.

«БПК расположен в самом тихом месте во всем мире», говорит Рик Гейтскелл, физик из университета Браун (Провиденс, Род-Айленд).

БПК считается особенно подходящим для поиска СВМЧ с низкой массой, существование которых прогнозируется некоторыми теоретическими физическими моделями. Обнаружить СВМЧ чрезвычайно сложно, поскольку они очень редко взаимодействуют с обычным веществом, за исключением взаимодействия гравитационного.

Ученые считают, что СВМЧ могут обладать как низкой, так и высокой массой, а БПК располагает расширенной чувствительностью к первому типу частиц. Детектор темного вещества недавно завершил свой первый сеанс сбора информации.

В течение почти трех месяцев поисков СВМЧ ученые не обнаружили сигналов, идущих от астиц, хотя предыдущие эксперименты, использовавшие другие инструменты, предполагали, что открытие все-таки удастся сделать.

«Недавно сообщалось о трех событиях потенциального обнаружения СВМЧ, для чего использовались ультрахолодные силиконовые сенсоры. В случае с БПК таких потенциальных событий было более 1600 (одно на каждые 80 минут периода поисков), но ни одно из них не оказалось подлинным».

БПК состоит их 1,8-метрового титанового резервуара, наполненного жидким ксеноном, охлажденным до температуры -101С. Сам резервуар окружен скальной породой и водяным буфером.

Если СВМЧ вступят во взаимодействие с атомами ксенона, произойдет эмиссия света электронов. Электроны будут двигаться в верхнем направлении, освобождая все больше фотонов. Запись данных о фотонах в момент контакта и в верхней части резервуара даст детектору возможность дислоцировать фотонный сигнал и определить яркость частиц.

.



Также читайте