Детектор темной материи в заброшенном руднике: как он работает

Новый детектор станет первым в Южном полушарии и должен помочь подтвердить несколько интригующих сигналов, ранее полученных на другом конце света

Десятилетия астрономических наблюдений показывают, что в космосе гораздо больше материи, чем мы может наблюдать. Наблюдаемое нами количество материи не сходится с видимыми гравитационными эффектами, что приводит астрофизиков к выводу, что значительная часть материи во Вселенной остается для нас невидимой. Эта так называемая темная материя не излучает и не взаимодействует с электромагнитным излучением.

Однако иногда частица темной материи может столкнуться с атомом обычной материи и произвести обнаруживаемый сигнал, хотя обычно их невозможно отличить от всех других взаимодействий, постоянно происходящих вокруг нас. Но если вы уберете все эти отвлекающие факторы, теоретически вы сможете обнаружить темную материю. Именно для этой цели в Австралии был построен новый детектор SUPL.

Детектор темной материи в руднике

SUPL был построен в километре под землей, чтобы блокировать попадание космических лучей на приборы. Детектор также окружен примерно 100 тоннами стальной и полимерной защиты, а также жидкой сцинтилляционной системой, которая помогает исключить ложные срабатывания.

Сам детектор представляет собой резервуар, содержащий 50 кг сверхчистых кристаллов йодида натрия, которые будут испускать вспышки света при попадании проносящихся частиц. Чрезвычайно чувствительные световые детекторы постоянно следят за резервуаром в поисках любых подобных сигналов. Другие частицы, такие как нейтрино, могут создавать подобные вспышки, но обычно они также одновременно генерируют сигналы в жидком сцинтилляторе. Любые вспышки, которые происходят только в йодиде натрия, могут оказаться неуловимой темной материей.

Главное преимущество SUPL — его местоположение. Предыдущие 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 сообщалось в этих более ранних экспериментах.