Эксперимент LUX-ZEPLIN (LZ) прошел контрольный этап пусковых операций и получил первые результаты. Исследователи сообщают о начале полноценной научной работы.
Первые научные данные, опубликованные в статье на сайте эксперимента LZ, показали, что все настройки выполнены корректно, сообщают в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли. Устройство готово для поиска темной материи.
LUX-ZEPLIN расположен на глубине более 1,5 км в Подземном исследовательском центре Сэнфорда в Южной Дакоте. Эксперимент предназначен для улавливания вимпов, гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц. Размещение датчиков под Землей должно защитить их от космического излучения, которое может заглушить сигналы темной материи.
Основа детектора — два вложенных друг в друга титановых резервуара, содержащих около 10 т очень чистого жидкого ксенона. Они просматриваются при помощи фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), способных обнаруживать слабые источники света. Емкости с газом помещены в более крупной детекторной системе для улавливания частиц, которые могут имитировать сигнал темной материи.
Столкновения частиц в ксеноне вызывают видимые мерцания или вспышки света, которые регистрируются ФЭУ, объясняют ученые. Кроме того такие взаимодействия также будут выбивать электроны из атомов ксенона, заставляя их дрейфовать к верхней части камеры под действием приложенного электрического поля. Там они создадут еще одну вспышку, позволяющую реконструировать пространственное событие. Исследователи анализируют характеристики сцинтилляций (кратковременной люминисценции), чтобы определить типы частиц, взаимодействующих в ксеноне.
Невидимая, поскольку она не излучает, не поглощает и не рассеивает свет, темная материя имеет фундаментальное значение для нашего понимания Вселенной. Например, присутствие темной материи, которая, по оценкам, составляет около 85% от общей массы Вселенной, определяет форму и движение галактик.
До сих пор никому не удавалось обнаружить частицы темной материи. Исследователи полагают, что новый детектор, который стал самым чувствительным в мире, поможет решить эту проблему.
Мы планируем собрать примерно в 20 раз больше данных в ближайшие годы, так что мы только начинаем. Нам предстоит много заниматься наукой, и это очень интересно!
Хью Липпинкотт, исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и участник эксперимента LZ
Фото обложки: внутренний детектор перед установкой. Источник: LZ, SLAC
Читать далее:
Черная дыра в Галактике подтвердила правоту Эйнштейна. Главное
Космос разрушает кости и меняет их структуру: ученые не знают, как люди полетят на Марс
Астрономы нашли планеты, которые отличаются от Земли, но пригодны для жизни