Детектор темной материи SUPL присоединяется к охоте за неуловимыми частицами
Официально открыт первый детектор темной материи в Южном полушарии. Лаборатория подземной физики Stawell (SUPL) построена на заброшенном золотом руднике в Австралии, и цель состоит в том, чтобы использовать ее уникальное положение, чтобы, наконец, уловить сигналы от таинственной субстанции, которая, как считается, пронизывает Вселенную.
Десятилетия астрономических наблюдений приводят астрофизиков к выводу, что во вселенной существует гораздо больше материи, но мы не можем ее видеть. Эта так называемая темная материя не излучает и не взаимодействует со светом и редко взаимодействует с обычной материей.
Однако иногда частица темной материи может столкнуться с атомом обычной материи и произвести заметный сигнал, хотя обычно их невозможно отличить от всех других взаимодействий, постоянно происходящих вокруг нас.
Но если убрать все эти отвлекающие факторы, теоретически можно обнаружить темную материю.
И это идея нового объекта. SUPL был построен на глубине 1 километр под землей, чтобы не допустить попадания космических лучей на приборы.
Детектор также окружен примерно 100 тоннами стальной и полимерной защиты, а также системой жидких сцинтилляторов, которая помогает исключить ложные срабатывания.
Сам детектор представляет собой резервуар, содержащий 50 кг сверхчистых кристаллов йодида натрия, которые испускают вспышки света при попадании в них пролетающей частицы.
Чрезвычайно чувствительные датчики света постоянно наблюдают за резервуаром на предмет любых таких сигналов.
Другие частицы, такие как нейтрино, могут производить подобные вспышки, но обычно они одновременно производят сигналы в жидком сцинтилляторе. Любые вспышки, происходящие только в йодиде натрия, могут оказаться неуловимой темной материей.
Конструкция SUPL является общей для детекторов темной материи, таких как, например, XENON1T и LUX, которые используют жидкий ксенон в качестве заполнения резервуара детектора.
Но главным преимуществом SUPL является его расположение. До сих пор все детекторы темной материи были сосредоточены в Северном полушарии, поэтому создание детектора на другом конце света может помочь подтвердить или исключить некоторые интригующие сигналы, о которых сообщали эти более ранние эксперименты.
Например, дочернее учреждение SUPL, лаборатория Гран-Сассо в Италии, обнаружило, что пик сигналов-кандидатов темной материи приходится на июнь каждого года.
Оптимистичная интерпретация состоит в том, что это соответствует точке на орбите Земли, где планета летит лоб в лоб через «ветер» из частиц темной материи , когда Солнечная система движется через галактику.
Пессимистическая интерпретация, конечно, заключается в том, что действуют другие сезонные факторы, такие как колебания влажности.
SUPL с его обратными сезонами может помочь ответить на этот вопрос. Если он также сможет обнаружить приток сигналов в июне, это будет очень убедительным доказательством гипотезы ветра темной материи. Если, с другой стороны, его пики будут приходится на декабрь, это будет указывать на вмешательство летней погоды.
Как бы то ни было, SUPL будет захватывающим экспериментом по поиску неуловимого вещества.
Источник: ANSTO