Большой подземный ксеноновый детектор (LUX) завершил длительный эксперимент по обнаружению частиц темной материи. Результаты отрицательные. Об этом участники эксперимента доложили на Международной конференции по темной материи (IDM 2016) в Шеффилде (Великобритания), сообщает пресс-служба Университета Брауна (США).
Изучая видимую часть нашей Вселенной, ученые пришли к выводу, что помимо нее существует еще некий вид материи, которую мы не видим, и которая, по нынешним оценкам, составляет четыре пятых массы космоса. Ученые называют эту материю — темной. Она не взаимодействует с обычной материей напрямую и вообще не очень понятно, как и с помощью чего она может проявиться в нашем мире. Для темной материи создано несколько гипотез и проведено множество экспериментов для их проверки, впрочем, с нулевыми результатами.
Большой подземный ксеноновый детектор (LUX) построен в Санфордской подземной лаборатории в штате Южная Дакота, чтобы обнаружить частицы темной материи. Это самый чувствительный в мире детектор. Он работает на сильно охлажденном инертном газе ксеноне. И как уверяли разработчики, если частицы темной материи столкнутся с молекулами ксенона, то детектор их непременно зафиксирует.
LUX нацелен на поиски частиц темной материи, называемых вимпами. Считается, что вимпы постоянно протекают в нашем мире, но они столь слабо взаимодействуют с материальными частицами, что обычными средствами их не зафиксировать. Нужны какие-то сверхмощные детекторы. Их построили несколько в мире, но пока все эксперименты терпят неудачи.
Вот и LUX, который начал работать в 2013 году, не нашел вимпов. В мае 2016 года завершился 20-месячный очередной эксперимент, в котором признаков темной материи также не обнаружили, хотя детектор достиг к этому времени максимальной чувствительности. Огромный объем данных, полученных за 20 месяцев, обрабатывали на 1000 компьютерных узлах в Центре компьютеризации и визуализации Университета Брауна и компьютерном центре Национальной лаборатории Лоуренса Беркли. Все приборы были тщательно откалиброваны, шумы подавлены, однако вимпов не было. Тем не менее гипотеза вимпов не отброшена. Ее усовершенствуют, используя полученные LUX отрицательные результаты, и продолжат тестировать.
Поиски темной материи продолжаются на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, а в 2016 году заработает подземная лаборатория Цзиньпин в Китае, также нацеленная на поиск вимпов. Если и эти эксперименты окончатся неудачами, то физики построят еще более мощные детекторы темной материи. Так, в США вместо LUX к 2020 году будет работать следующее поколение прибора — LUX-ZEPLIN, в 70 раз более чувствительное.
На фотографии: Детектор LUX Dark Matter, расположенный в полутора километрах под землей, в Сэндфордской подземной лаборатории. Под землю он помещен для того, чтобы в какой-то степени экранировать аппаратуру от фоновой радиации, которая может помешать заметить частицу темной материи. [Фото: C. H. Faham]
