ННТ: Новини науки та технологій

STN: Science and technology news

Наука, технології, відкриття

Фізики придумали новий спосіб пошуку темної матерії

14/12/08

Учені з декількох американських інститутів розробили детектор частинок темної матерії, який, за словами авторів, набагато перевершує існуючі прилади за ефективністю. Винахід фізиків коротко описаний в прес-релізі на сайті Массачусетського технологічного інституту. Докладнішу характеристику можна знайти в статті на сайті arXiv.org.

Темна матерія - це загадкова субстанція, яка бере участь в гравітаційному, але не бере участь в електромагнітній взаємодії. Її існування було теоретично передбачене для того, щоб пояснити "брак" маси Всесвіту. До теперішнього часу астрономам не вдалося отримати експериментальних доказів, які б однозначно підтверджували існування "незвичайної" матерії.

Вважається, що основними частинками- складовими темної матерії, є вімпи (слабовзаємодіючі масивні частинки; термін наразі не усталений у вітчизняній літературі і утворений від англійської абревіатури WIMP - Weakly Interacting Massive Particle). Вімпи можна фіксувати безпосередньо, використовуючи спеціальні детектори. Зазвичай вони знаходяться на значній глибині: земля поглинає велику частину частинок "звичайної" матерії, які створюють сильний фон.

Детектор повинен фіксувати спалахи світла, що виникають при зіткненні вімпів з іншими частинками. Фотоелектронні помножувачі дозволяють убагато разів підсилити слабкий сигнал і "засікти" одиночне зіткнення.

Не дивлячись на захисний "земляний" екран, детектори фіксують значно більше зіткнень за участю "звичайних" частинок, ніж зіткнень, в які залучені вімпи. На одне зіткнення вімпа припадає в середньому 1х10/19 "звичайних" зіткнень. Автори даного дослідження стверджують, що їм вдалося подолати цю складність. Новий детектор є комбінацією двох типів детекторів. Один реєструє зіткнення між нейтронами (частинки, "відповідальні" за велику частину фону), а інший - зіткнення, в яких беруть участь частинки темної матерії. В тому випадку, якщо зіткнення реєструється одночасно двома детекторами - швидше за все, це "нецікава" подія. Якщо ж нейтронний детектор мовчить, а другий детектор реєструє спалах - велика ймовірність, що він викликаний присутністю вімпа.

Зараз розроблений ученими детектор проходить перевірку в Національній лабораторії в Лос-Аламосі. Потім (якщо перевірка пройде успішно) його перевезуть в одну з підземних лабораторій, де детектор почне пошуки темної матерії.