| | Вчера, 06:03 | Новости науки и техники
Эксперимент LUX не принес позитивных результатов в поиске частиц неуловимой темной материи
Расположенный в глубине в одну милю (около 1,6 километра) в одной из заброшенных золотых рудников в Южной Дакоте, США, команда научного эксперимента Large Underground Xenon (LUX) в течение 20 месяцев провел поиск частиц неуловимой темной материи. В настоящее время, этот поиск был завершен, и, к сожалению, ученые так и не удалось зарегистрировать события, связанные с частицами темной материи. Тем не менее, отрицательный результат-это важный шаг, который определяет направление, в котором движутся последующие попытки поиска частиц темной материи.
Наблюдение за тем, как свет, проходя в пространстве на больших расстояниях, преломляется под влиянием неизвестного фактора, заставили ученых выдвинуть гипотезу существования темной материи. Это вещество он получил это имя за то, что не взаимодействует ни с каким электромагнитных волн, электрических и магнитных полей, что делает невозможным их прямое обнаружение. Единственным проявлением этого вещества, что составляет более 80% массы во Вселенной, было гравитационное влияние на все окружающее.
Основная теория, которая якобы описывает природу темной материи, основывается на концепции WIMP-частиц (weakly interacting massive particles). Эти частицы очень мало взаимодействуют с частицами обычной материи, и для того, чтобы найти ученые нуждались в месте, максимально изолированном от любого вмешательства извне, в котором они были размещены сверхчувствительные научных приборов.
Детектор LUX-это инструмент, способный запечатлеть и измерить параметры очень слабые вспышки света и электрических полей, возникающих в момент, когда частица темной материи сталкивается с частицей обычной материи, атом охлаждения и сжижения ксенона в этом случае. Для защиты от космических лучей и других излучений, датчик защищен мили от камня в верхней части и погружается в бассейн с чистой водой, объемом 280 кубических метров.
20-месячные поиска частиц темной материи, были начаты в октябре 2014 года и закончилась в мае прошлого года. Как показали экспериментальные данные, датчик LUX обеспечил чувствительность, четыре раза превышать Номинальное значение. Это было достигнуто путем принятия ряда дополнительных мер защиты зонда и его высокую точность калибровки, в том числе компенсация изменения статического электрического заряда, компенсация воздействия внешнего излучения. Кроме того, во время процесса калибровки роль частиц темной материи играют нейтроны, сигналы от которых, согласно расчетам, должны быть как можно ближе сигналов WIMP-частиц.
Тем не менее, все эксперимент, все данные были на уровне фонового шума, другими словами, эксперимент так и не удалось найти ни одной частицы темной материи. Отрицательный результат-это не то, что мы ожидали найти ученые, но высокой чувствительности применяемого оборудования, позволяет им утверждать, что частицы темной материи находятся в диапазоне массы и энергии, или показывают несколько других типов взаимодействия, которые группы, которые участвовали в компьютере эксперимента.
Отрицательный результат так же не является опровержением модели WIMP-частиц, их данных только исключают друг друга возможными моделями и указывают направление ведения последующих поисков с помощью датчиков следующего поколения. Хотя есть еще предположение, что уровень эффекта взаимодействия WIMP-частиц с частицами обычной материи, только находится ниже предела чувствительности датчика LUX. Ученые, работающие в рамках эксперимента LUX, еще минимум пару месяцев будет заниматься обработкой и анализом собранных данных, в которых может заметили что-то интересное и могут быть использованы в планировании очередных экспериментов.
И еще один эксперимент, на этот процесс датчик LUX-ZEPLIN, который начнет работать к концу этого десятилетия. Согласно имеющимся данным, новый датчик будет иметь чувствительность, в 70 раз выше, чем чувствительность датчика LUX. Между тем, ученые из CERN, работающие на Большом Адронном коллайдере (Lhc), готовятся к публикации результаты собственных исследований на частицы темной материи, и эти результаты будут опубликованы через пару недель.
