Материалы портала «Научная Россия»

Азот усилит чувствительность детекторов темной материи

Азот усилит чувствительность детекторов темной материи
Ученые из Новосибирска обнаружили неожиданный эффект, благодаря которому может быть повышена чувствительность устройств, ищущих темную материю.

Физик Андрей Соколов и его коллеги из совместной лаборатории НГУ и Института ядерной физики СО РАН (Новосибирск) построили прототип детектора темной материи на основе сжиженного аргона и азота. Ученые рассчитывают, что их разработка станет прообразом нового, самого чувствительного устройства по обнаружению частиц темного вещества. О разработке рассказывает вебсайт НГУ.

Внешне новое устройство состоит из серебристого баллона (криостата), из которого во все стороны отходят трубки и провода. Инертный газ находится внутри криостата. Аппарат работает по следующему принципу: известно, что столкновение частиц темной материи с атомами аргона вызывает вспышки энергии и образование свободных радикалов. Информацию о произошедшем столкновении регистрируют высокочувствительные датчики — т.н. фотоэлектронные умножители. В лаборатории работают над их разработкой достаточно давно.

В этот раз ученые решили увеличить число используемых фотоэлектронных увеличителей. К своему удивлению они увидели гораздо больше света, чем раньше. «Виновником» этого неожиданного эффекта оказался азот, небольшое количество которого случайно попало в криостат (обычно газообразный азот используется в подобных экспериментах для откачки воздуха). Выяснилось, что азот в силу своих физических свойств поглощал свет, испускаемый аргоном, и переводил его в ультрафиолетовый спектр, который гораздо легче регистрируется датчиками.

«Идея с переизлучением света от аргона с помощью очень маленькой добавки азота позволит существенно упростить конструкцию детектора, одновременно увеличив чувствительность до предела, который превышает возможности современных установок», — объяснил Андрей Соколов.

К слову, эффект, с которым столкнулись ученые в лаборатории, был описан еще 30 лет назад для веществ комнатной температуры. Однако в данном случае эксперименты идут при низкой температуре.

В настоящее время ученые ведут поиск оптимального соотношения газов и проектируют более крупную установку объемом криостата в 150 л. Но уже сейчас открытие приносит свои плоды: если раньше ученые регистрировали примерно одну вспышку в день, то сейчас они отмечают до нескольких десятков случаев контакта темной материи с атомами газов.

Темная материя — гипотетическая субстанция, которая не испускает электромагнитного излучения (и поэтому невидима), но взаимодействует с ним непосредственно. Считается, что ее количество во Вселенной огромно. В то же время темное вещество крайне редко проявляет себя во взаимодействии с обычной материей. По этой причине его свойства остаются малоизученными.

Ранее портал Научная Россия писал о первых результатах масштабного проекта по картографированию темной материи в окружающем нас пространстве, а также о взаимодействии между собой частиц темной материи.

азот детектор темной материи темная материя

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий