Эксперимент с темной материей достиг критической вехи глубоко под землей

Ученые из Колледжа науки и техники Университета Миннесоты достигли важной вехи в эксперименте по поиску сверхкриогенной темной материи (SuperCDMS).

Этот эксперимент, расположенный глубоко под землей в Лаборатории нейтринной обсерватории Садбери (SNOLAB) в Канаде, самой глубокой подземной лаборатории в мире, предназначен для обнаружения невидимой массы Вселенной. темная материя.

Команда SuperCDMS недавно объявила, что им удалось охладить эксперимент до рабочей температуры, которая в сотни раз холоднее, чем в космическом пространстве.

Официальная гипотеза, выдвинутая в 1970-х годах знаменитым астрономом Верой Рубин (в честь которой названа обсерватория Веры К. Рубин), темная материя — это загадочная масса, которая теоретически составляет 85% массы известной Вселенной.

Несмотря на шестьдесят лет существования продолжающееся исследование, ученым еще предстоит найти конкретные доказательства этого вещества или определить, из чего оно состоит.

Однако наиболее широко распространенной теорией является то, что она состоит из крупных частиц, которые взаимодействуют с «нормальной материей» посредством гравитации, известной как модель холодной темной материи (CDM).

Эксперимент, предназначенный для обнаружения частиц темной материи, уже проходящих через Землю, состоит из цилиндрического корпуса высотой четыре метра и диаметром четыре метра (~ 13 x 13 футов), состоящего из слоев сверхчистый свинец.

Эта защита защищает детекторы внутри от радиации, включая нейтроны и гамма-лучи, производимые высокоэнергетическими космическими лучами, проходящими через нашу атмосферу.

Достижение базовой температуры знаменует собой важный переход для SuperCDMS, который на 1/1000 градуса выше абсолютного нуля (-273,15 °C; -459,67 °F), температуры, при которой происходит движение атомов и молекул. прекращается.

Присцилла Кушман, профессор Школы физики и астрономии Университета Миннесоты и представитель SuperCDMS, в пресс-релизе UMN:

Достижение базовой температуры является важной вехой в многолетней кампании по созданию низкофонового объекта, способного разместить наши чувствительные криогенные твердотельные детекторы.

При таких чрезвычайно низких температурах наши установленные детекторы могут теперь сканируйте совершенно новую область пространства параметров, где могут скрываться легчайшие частицы темной материи.

Помимо проектирования и сборки низкофонового экрана, защищающего детекторы, исследователи из Университета Миннесоты также разработали алгоритмы машинного обучения и методы анализа.

Они будут использоваться для быстрого извлечения сигналов темной материи из данных, как только эксперимент начнет действовать через несколько месяцев.

По теме: Темная материя, наконец, может иметь успех Обнаружен в сиянии нашей Галактики

После достижения базовой температуры сотрудничество перейдет к многомесячному процессу ввода в эксплуатацию детектора, в ходе которого они включат, откалибровают и оптимизируют каждый канал детектора.

Помимо темной материи, SuperCDMS позволит ученым изучать редкие изотопы, изучать энерговыделения вплоть до уровня электрон-вольт и, возможно, открывать новые типы взаимодействий частиц.

Эта статья была первоначально опубликована. от Вселенной сегодня. Прочтите оригинал статьи.