.){kind=link}
У глибокій підземній лабораторії вчені наближаються до розгадки таємничої природи темної матерії. Експерименти, що проводяться в підземній каверні Санфордського підземного дослідницького центру в Південній Дакоті, допомагають дослідникам вивчати слабко взаємодіючі масивні частинки, або вімпи (WIMP – абревіатура від фрази Weakly Interacting Massive Particle – «дуже слабо взаємодіючі частинки»).
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Це один з основних кандидатів на роль цієї загадкової субстанції. Надзвичайна чутливість детектора LUX-ZEPLIN, найчутливішого у світі детектора темної матерії, дозволила дослідникам зафіксувати одні з найслабших потенційних сигналів з коли-небудь записаних. Зібрані дані прокладають шлях до створення більш точних моделей Всесвіту і звужують пошук цієї невловимої несвітящої матерії.
Система працюватиме щонайменше 1000 днів до 2028 року. Науковці вже оприлюднили дані перших 220 днів спостережень. Пошук темної матерії поки не дав результатів, але експеримент дозволив відкинути низку можливих сценаріїв і значно звузити параметри, в яких можуть існувати вімпи. «Хоч ми завжди сподіваємось відкрити нову частинку, для фізики надзвичайно важливо встановлювати межі того, чим темна матерія може бути», – пояснив фізик Г’ю Ліппінкотт із Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі.
Усередині детектора LZ десять тонн чистого рідкого ксенону розміщені у двох вкладених резервуарах, створюючи екрановане середовище для виявлення слабких сигналів без перешкод. Як випливає з їхньої назви, вімпи виробляють надзвичайно слабкі сигнали, часто поховані в фоновому шумі. Експеримент спрямований на захоплення світла та електронів, що випромінюються при взаємодії вімпів з ядрами ксенону. Зовнішній детектор, що складається з акрилових контейнерів, заповнених рідким сцинтилятором з додаванням гадолінію, допомагає ідентифікувати такі рідкісні взаємодії.
Шум проявляється в багатьох формах, і кожна з них усувається своїм способом. Підземне розташування захищає детектор від космічних променів, а використання будівельних матеріалів з низькою радіацією мінімізує локальні перешкоди. Багатошарова конструкція блокує радіацію і допомагає відстежувати частинки, що полегшує розрізнення справжніх сигналів темної матерії від імітуючих. Додаткові запобіжні заходи додатково знижують будь-який випадковий шум. Основне завдання зовнішнього детектора – ідентифікувати два найбільш серйозних джерела шуму: нейтрони та радон. Саме їх взаємодія з детектором найбільше схожа на сигнали від вімпів.
Щоб виключити вплив несвідомої упередженості, команда застосувала метод «підсолювання» даних. Його суть полягає в тому, що в вихідний масив даних заздалегідь вносяться фіктивні сигнали, що імітують виявлення вімпів. Ці сигнали згодом видаляються, але сам процес дозволяє перевірити, чи здатна аналітична система достовірно відрізняти справжні події від сфабрикованих. Завдяки цим ретельним заходам, спрямованим на вивчення одного з найслабкіших виявляємих явищ у Всесвіті, вчені впритул наблизилися до відповіді на питання, що таке вімпи та чи є вони частинками темної матерії. Попри те що попереду ще багато роботи, вже зараз зібрані дані дозволяють дослідникам уточнювати фундаментальні моделі Всесвіту і звужувати коло пошуків як самої темної матерії, так і інших проявів екзотичної фізики.
Читайте також:
- Вчені вперше підтвердили різницю між двома сторонами Місяця
- Вчені NASA замислилися над ядерним ударом по астероїду, що загрожує Місяцю