Научная группа, работающая в рамках эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ), объявила о завершении первого пробного периода работы самого высокочувствительного на сегодняшний день в мире датчика частиц темной материи. И хотя никаких частиц темной материи так и не было обнаружено, научная группа получила подтверждения, что сам датчик и связанное с ним оборудование работает должным образом.

Датчик эксперимента LZ включает в себя баки, заполненные жидким ксеноном, каждый из которых имеет высоту в 1.5 метра и такую же ширину. Эти баки опущены на большую глубину, около 2 километров, для устранения влияния различных факторов человеческой деятельности и снижения уровня фонового шума. Идея эксперимента заключается в том, что какая-нибудь из частиц темной материи, пронизывающих пространство, все же столкнется с атомом ксенона и выбьет из него электроны, что будет сопровождаться вспышкой света, которую уловят высокочувствительные фотосенсоры.



Первый период работы датчика LZ, длившийся 60 суток, был начат 25 декабря прошлого и завершен 12 мая этого года. "Мы ищем самые низкоэнергетические события из области физики элементарных частиц" - пишут исследователи, - "Это очень редкие события и процессы, мы даже не уверены в том, видимы ли они вообще".

Напомним нашим читателям, что под термином темная материя подразумевается материя неизвестного вида, на долю которой приходится около 27 процентов от всего, что существует в нашей Вселенной. Эта таинственная материя не взаимодействует с обычной материей, единственным ее проявлением являются создаваемые ею гравитационные силы и поля, которые оказывают воздействие на все окружающее в космических масштабах.

В настоящее время существует множество кандидатов на звание частиц темной материи. Одним из таких кандидатов являются WIMP-частицы (Weakly Interacting Massive Particle). В отличие от других кандидатов, таких как аксионы или темные фотоны, практически не имеющих массы и ведущих себя, подобно волнам, WIMP-частицы имеют значительную массу, но никогда не взаимодействуют с частицами обычной материи, или почти никогда.



Поэтому для того, чтобы обнаружить частицы темной материи, требуются специальные инструменты, к которым и относится датчик эксперимента LZ. Этот датчик в 30 раз больше и в 100 раз более чувствителен, чем его предшественник, датчик эксперимента Large Underground Xenon. Защитная оболочка датчика LZ, позволяет оградиться от внешних шумов и сосредоточиться только на событиях, связанных с WIMP-частицами.

В течение 60-суточного периода работы датчик LZ зарегистрировал 335 многообещающих событий. Однако, дальнейший анализ собранных данных показал, что ни одно из них не связано с WIMP-частицами. Это совершенно не является полным опровержением возможности существования WIMP-частиц, но это позволяет исключить из дальнейших поисков определенный диапазон масс и энергий. Таким образом, проверяя и исключая различные диапазоны, ученые все же "загонят" частицы темной материи в ловушку, где они будут обнаружены и изучены. По крайней мере, некоторые из ученых в этом просто уверены.

Первый период работы датчика LZ является началом длинного, 1000-суточного периода, за время которого будет собрано в 20 раз больше данных, чем за первый период. Более того, данные, собранные во время первого периода, будут использованы для настройки программных фильтров, которые отбросят ложные события и позволят найти "иголку" частицы темной материи "в стоге сена" массива собранных данных.



Ключевые слова:
Датчик, LUX-ZEPLIN, LZ, Ксенон, Чувствительность, Темная, Материя, Частица, WIMP

Первоисточник

Другие новости по теме:

Высокоточная рекалибровка датчика LUX позволит обнаружить неуловимую темную материю в ближайшем будущем

Начато сооружение оборудования для самого чувствительного эксперимента по поискам частиц темной материи

PandaX - самый глубокий эксперимент, направленный на обнаружение частиц темной материи

Эксперимент LUX не принес положительных результатов в деле поиска частиц неуловимой темной материи

Поиски частиц темной материи с помощью детектора LUX оказались безрезультатны

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.