Proect Contro
Ви тут:  / Наука і техніка / В США начинается один из самых чувствительных экспериментов с темной материей

В США начинается один из самых чувствительных экспериментов с темной материей

Министерство энергетики США утвердило финансирование и начало строительства эксперимента SuperCDMS SNOLAB, который начнет работу в начале 2020-х годов, чтобы охотиться за гипотетическими частицами темной материи, называемыми слабо взаимодействующими массивными частицами или WIMP.

Эксперимент будет, по крайней мере, в 50 раз более чувствительным, чем его предшественник, исследуя свойства WIMP, которые нельзя исследовать другими экспериментами, и дать исследователям мощный новый инструмент для понимания одной из самых больших тайн современной физики.

Отметим, что работы по созданию эксперимента SuperCDMS SNOLAB ведутся под руководством специалистов лаборатории SLAC. А всего в этом проекте сейчас задействовано 111 специалистов из различных научных учреждений со всего мира.

Датчики эксперимента SuperCDMS будут иметь область максимальной чувствительности в диапазоне масс-энергий самых легких WIMP-частиц, масса которых будет равна от одной десятой до десяти масс протона. Датчики будут изготовлены из кремния и кристаллов германия. Столкновения WIMP-частиц с атомами вызовут мельчайшие колебания кристаллической решетки материала. Однако, для того, чтобы иметь возможность уловить и измерить эти колебания датчики будут охлаждены практически до температуры, равной температуре абсолютного нуля. Столь «холодные» условия и дают эксперименту его название — Cryogenic Dark Matter Search или CDMS, а приставка «Super» указывает на повышенную чувствительность оборудования.

Если WIMP (белый след) ударяет по атому внутри кристаллов детектора эксперимента (серый), это приведет к вибрации кристаллической решетки (синий). Столкновение также будет посылать электроны (красные) через кристалл, которые усиливают вибрации

 

Столкновения WIMP-частиц с атомами приведут еще к образованию свободных электронов и электронных дырок, способных перемещаться внутри кристалла, что приведет к дополнительному увеличению амплитуды искомых колебаний. А измеряться все это будет электроникой, также охлаждаемой до криогенных температур во избежание влияния собственных тепловых шумов.


Оборудование эксперимента будет смонтировано в канадской лаборатории SNOLAB, расположенной на глубине более двух километров в помещении бывшей никелевой шахты неподалеку от Садбери. Лаборатория SNOLAB является самой глубокой лабораторией в Северной Америке, находящееся там оборудование будет надежно защищено от влияния космической радиации и других электромагнитных сигналов, в том числе и искусственного происхождения.

Центральным элементом эксперимента SuperCDMS SNOLAB будет четыре детектора (слева), каждый из которых содержит шесть детекторных блоков. Башни будут установлены внутри SNOBOX (справа), сосуда, в котором пакеты детекторов будут охлаждаться до почти абсолютной нулевой температуры

 

В течение нескольких прошедших месяцев специалисты лаборатории SLAC занимались тестирование опытного образца датчика WIMP-частиц. А сейчас уже начаты работы по созданию шести кристаллических элементов, каждый размером с большую хоккейную шайбу, которые предназначены для первого реального датчика. И этот первый датчик будет отправлен в Канаду уже в конце текущего года.

И в заключение следует заметить, что эксперимент SuperCDMS SNOLAB, по всей видимости, станет самым чувствительным и последним по счету в череде подобных экспериментов. А предыдущий эксперимент из этой серии, располагавшийся в шахте Soudan Mine в Миннесоте, закончил свою работу в 2015 году.

Источник

Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікована. Обов’язкові поля позначені ( * )

Росія знову погрожує. Яким повинен бути план Б?

Росія знову погрожує. Яким повинен бути план Б?

Свіжі заяви агресора вустами Гризлова: Росія виступає категорично проти будь-яких змін до Мінських угод і погрожує Україні "непоправними наслідками"
Россия жалуется, что санкции мешают ей «защитить гражданское население»

Россия жалуется, что санкции мешают ей «защитить гражданское население»

Заместитель постоянного представителя РФ при ООН Геннадий Кузьмин заявил, что международное сотрудничество невозможно, пока «действуют односторонние санкции»