Ruszył jeden z najczulszych wykrywaczy ciemnej materii
Ponad 2 kilometry pod ziemią, w kanadyjskim laboratorium SNOLAB, rozpoczął prace jeden z najbardziej czułych instrumentów, jakie kiedykolwiek zbudowano na potrzeby poszukiwania ciemnej materii. SuperCDMS (Super Cryogenic Dark Matter Search) SNOLAB zbiera właśnie pierwsze dane naukowe. Na razie to faza wstępna, a właściwa kampania naukowa rozpocznie się w 2027 roku.
Mimo, ze ciemna materia stanowi około 85% masy wszechświata, wciąż nie wiemy, z czego jest zbudowana. Jednym ze sposobów na rozwiązanie tej zagadki jest próba bezpośredniego zarejestrowania zderzenia jej cząstki z materią detektora. Właśnie temu ma służyć SuperCDMS, którego zadaniem jest poszukiwanie jednych z najlżejszych hipotetycznych cząstek ciemnej materii. Główny zakres mas, jakiemu będzie się przyglądał SuperCDMS SNOLAB to 0,5–5 GeV/c2, zatem Badania w SuperCDMS SNOLAB wykraczają poza zakres badań SuperCDMS Soudan (prowadzonych w kopalni Soudan), który skupiał się na standardowych WIMP-ach (Weakly Interacting Massive Particle) o masach od kilku do kilkudziesieciu GeV/c2.
Sercem SuperCMDS są 24 kryształy z ultraczystego krzemu i germanu. Znajdują się w potężnym układzie kriogenicznym zbudowanym z sześciu miedzianych „puszek” włożonych jedną w drugą, który chłodzi je do temperatury niższej niż temperatura przestrzeni międzygwiezdnej. Gdyby cząstka ciemnej materii zderzyła się z atomem kryształu, powinna wywołać w nim słabe drgania, które wygenerują fonony i niewielki sygnał elektryczny. Problem w tym, że podobne sygnały może generować zwykłe promieniowanie.
Dlatego eksperyment umieszczono w laboratorium SNOLAB w kopalni Vale Creighton w pobliżu Sudbury w Kanadzie. Dwa kilometry skał pochłaniają większość promieniowania kosmicznego. Detektory są dodatkowo chronione przez kolejne warstwy osłon, w tym z polietylenu, ołowiu i miedzi.
Jak wcześniej informowaliśmy, miedź przeznaczoną do budowy elementów eksperymentu produkowano, przewożono i przechowywano tak, by jak najkrócej znajdowała się na powierzchni ziemi. Pod wpływem promieniowania kosmicznego w miedzi może powstawać radioaktywny kobalt-60, którego rozpad stanowiłby dodatkowe źródło zakłóceń. Wymagana czystość materiału przekraczała 99,99%, a zawartość niektórych zanieczyszczeń radioaktywnych musiała być mniejsza niż 1 część na 10 miliardów. Podobne środki ostrożności stosowano podczas przewożenia gotowych detektorów z Kalifornii do Kanady. Zrezygnowano z samolotu, gdyż na dużej wysokości ekspozycja na promieniowanie jest większa, a ciężarówka, którą wieziono urządzenia, jechała na południe, przez Teksas, by uniknąć przejazdu przez Góry Skaliste. Po dotarciu na miejsce urządzenia natychmiast przetransportowano pod ziemię.
Teraz w końcu rozpoczęło się poszukiwanie ciemnej materii. W fazie wstępnej detektory zbierają pierwsze dane naukowe, a w tym czasie testowany jest cały system. Pierwszy etap prac potrwa do jesieni bieżącego roku. Następnie urządzenie zostanie ogrzane, by naukowcy mogli poprawić działanie systemu kriogenicznego i jeszcze bardziej zredukować poziom szumów. Prace te mogą potrwać do końca roku. Później SuperCDMS zostanie ponownie schłodzony, optymalnie skalibrowany i rozpocznie się właściwa kampania naukowa.
SuperCDMS to międzynarodowe przedsięwzięcie prowadzone pod kierunkiem SLAC National Accelerator Laboratory na Uniwersytecie Stanforda. W pracach biorą udział instytucje z USA (15), Kanady (6), Hiszpanii (2), Niemiec (2), Francji (1), Indii (1) i Zjednoczonych Emiratów Arabskich (1).
Komentarze (1)
thikim, wczoraj, 21:25
To że nie rozumiemy 95 % energii wszechświata - świadczy o tym że w czymś się mylimy i czegoś nie rozumiemy.
Szukanie jakiś bytów - tutaj nie rozwiąże problemu.