DarkSide-50 ищет темную материю глубоко под итальянскими горами

Если наши нынешние теории гравитации не ошибаются, ученые говорят, что должна быть какая-то еще не открытая материя, объясняющая, почему галактики не разлетаются на части. Темная материя возможно восполнит этот пробел, создав притяжение, удерживающее Вселенную, какую мы ее знаем.

Проект DarkSide-50 – это международное сотрудничество итальянских, французских, польских, украинских, российских и китайских учреждений, а также 17 американских университетов, которое направлено ​​на «поимку» частиц темной материи. Команда проекта провела прошлое лето в Северном полушарии собирая детектор в лаборатории глубоко внутри горы Гран-Сассо.

Детектор содержит 10 галлонов (38 литров) чистого аргона, охлажденного до -302,8° F (-186 ° C), в жидком виде. По словам исследователей, активная, с тефлоновым покрытием часть детектора удерживает 50 кг (110 фунтов) аргона, что и повлияло на название. Ряды фотодетекторов выравнивают верхнюю и нижнюю часть устройства, в то время как медные катушки собирают зачищенные электроны, которые помогут определить местоположение столкновений между темной и видимой материями.

Научно-исследовательская группа, а также многие другие ученые, считают, что частица, известная как WIMP (Weakly Interacting Massive Particle – слабовзаимодействующая массивная частица) является главным кандидатом на темную материю. Частицы WIMP слабо взаимодействуют со своим окружением, поэтому исследователи надеются поймать одну из этих частиц во время проходки в стороне. Ученые полагают, что эти частицы могут быть обнаружены, когда сталкиваются с ядром атома, к примеру, аргона.

Для помощи в коллизии и процессе обнаружения, ученые построили эксперимент DarkSide-50. Используя фотодетекторы, исследователи смогут увидеть эти возбужденные атомы аргона и потенциально отделить реакции WIMP от фоновых событий. Вот почему эксперимент проводится глубоко в итальянской горе Гран-Сассо, чтобы удалить как можно больше фона, насколько это возможно.

Для помощи в фильтрации фоновых событий, детектор помещен внутрь стальной сферы, которая подвешена на сваях и наполнена 7 000 галлонами (26 500 л) жидкости под названием сцинтиллятор. Сама сфера находится внутри трехэтажной высокой цилиндрической емкости, наполненной 250 000 галлонами (946 350 л) воды высшей степени очистки.

Эксперимент DarkSide-50 похож и опирается на принстонский эксперимент с обнаружением солнечных нейтрино - эксперимент, который также проводился в горах Гран-Сассо. Используя этот эксперимент, исследователи планируют увеличить размер проекта Darkside, используя 3 тонны аргона, а не 50 кг, используемых в настоящее время, чтобы увеличить вероятность обнаружения. Это также потребует увеличение размера детектора.

Видеовещание Google Hangout с Питером Майерсом (Peter Meyers), одним из ведущих исследователей проекта, можно посмотреть ниже.