Детектор для поиска темной материи разработали новосибирские ученые

Новосибирск. 16 мая. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Ученые Института ядерной физики им.Г.И.Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ) разработали двухфазный криогенный детектор на основе аргона для регистрации света в видимом диапазоне от частиц темной материи, говорится в сообщении ИЯФ.

"В экспериментах на аргоновом детекторе ученые показали возможность ее использования для поиска WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) - слабовзаимодействующих массивных частиц, являющихся главными кандидатами на роль частиц темной материи", - говорится в сообщении.

Отмечается, что данный метод называют прямой регистрацией частиц темной материи, поскольку предполагается непосредственное взаимодействие частиц с детектором.

Двухфазные детекторы на основе аргона имеют определенные преимущества по сравнению с ксеноновыми: они более чувствительны к регистрации WIMP и легче масштабируются - увеличение массы рабочего вещества до нескольких сотен тонн позволит в будущем добиться предельной чувствительности детектора.

"Экспериментальная установка ИЯФ СО РАН небольшая - в ней используется всего около трех литров жидкого аргона, но на ней специалистам удалось всесторонне изучить механизмы излучения в видимом диапазоне без применения сместителей спектра - материалов, способных переизлучать свет в нужный диапазон", - говорится в сообщении.

Отмечается, что, если гипотетическая частица темной материи достаточно тяжелая, она передаст ядру аргона достаточно энергии, чтобы можно было наблюдать сигнал от нее (так называемый сигнал первичных сцинтилляций).

При приложении электрического поля часть электронов из жидкости попадает в газ, и при их столкновении с атомами аргона в достаточно высоком электрическом поле возникает свечение за счет эффекта электролюминесценции.

Ученые ИЯФ на одной установке смогли изучить как механизмы электролюминесценции, так и механизмы сцинтилляции в видимом диапазоне. Интенсивность излучения в видимом диапазоне оказалась ниже, чем в ультрафиолетовом.

Однако, используя электролюминесцентный сигнал, возможно регистрировать WIMP с массой выше 10 ГэВ, говорится в сообщении.

По современным космологическим теориям, во Вселенной обычная (так называемая барионная материя, из которой состоят наблюдаемые объекты) составляет 5% процентов, 25% приходится на темную материю, регистрируемую за счет гравитации, 70% - на темную энергию.