The Conversation: детектор помог сузить круг поиска частиц темной материи

Австралийские ученые из Сиднейского университета сообщили о промежуточных итогах международного эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ) по исследованию темной материи. Доклад опубликован научным порталом The Conversation.

Согласно современным теориям, темная материя составляет до 85% всей Вселенной, однако до сих пор не обнаружено ни одной ее частицы. На существование некого огромного объема вещества указывают такие косвенные параметры, как скорость вращения галактик и характер остаточного свечения Большого взрыва.

Одна из ведущих теория предполагает, что темная материя состоит из так называемых "слабо взаимодействующих массивных частиц" (СВМЧ). Эти относительно тяжелые частицы могут вызывать наблюдаемые гравитационные эффекты, и в очень редких случаях взаимодействовать с обычной материей.

Эксперимент LZ расположен в старой золотой шахте на глубине около 1,5 километра под землей в Южной Дакоте, США. Устройство представляет собой большой резервуар, заполненный семью тонными жидкого ксенона, охлажденного до -98°C.

Если частица темной материи врежется в ядро ​​ксенона, она должна выдать крошечную вспышку света. Детектор имеет 494 световых датчика для обнаружения этих вспышек.

Но частицы темной материи — не единственное, что может создавать эти вспышки. Есть еще некоторое фоновое излучение от окружающей среды и даже от материалов самого резервуара и детекторов.

Хотя последние результаты не обнаружили никаких признаков темной материи, они позволили отсеять множество лишних данных, не имеющих отношения к предмету поиска.

Например, в ходе эксперимента не было найдено следов частиц с массой более 1,6 на 10-26 килограмма, что примерно в 10 раз тяжелее протона.

Ученые отметили, что если LZ не найдет доказательств существования темной материи, это, возможно, удастся осуществить в ходе нового проекта с детектором почти в 10 раз больше старого.