Той не излъчва електромагнитно излъчване и никой всъщност не знае какво е, но това не е спряло екип от европейски изследователи да разработят устройство, което учените ще използват за откриване и определяне на природата на тъмната материя, която съставлява 1 / 4 от масата на нашата Вселена.
Изследователите от Университета в Сарагоса (UNIZAR) и Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Франция) направиха предположения за естеството на тъмната материя въз основа на теоретични проучвания и разработиха устройство, наречено „сцинтилиращ болометър“, за да открият резултата взаимодействие на тъмната материя с материал вътре в детектора.
„Едно от най-големите предизвикателства във физиката днес е да се открие истинската същност на тъмната материя, която не може да бъде наблюдавана пряко - въпреки че изглежда че представлява една четвърт от материята на Вселената. Така че трябва да се опитаме да го открием с помощта на прототипи като този, който сме разработили “, казва за SINC Едуардо Гарсия Abancéns, изследовател от лабораторията за ядрена физика и астрочастици на UNIZAR.
García Abancéns е един от учените, работещи по проекта ROSEBUD (съкращение за търсене на редки обекти с Underwatern Bolometers UndergrounD), международна инициатива за сътрудничество между Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS-University of Paris-South, Франция) и университета от Сарагоса, която се фокусира върху лов на тъмна материя в Млечния път.
Учените работят през последното десетилетие над тази мисия в подземната лаборатория на Канфранк в Уеска, където те са разработили различни криогенни детектори (които работят при температури, близки до абсолютна нула:? 273,15 ° C). Най-новото е „сцинтилиращ болометър“, 46-грамово устройство, което в този случай съдържа кристален „сцинтилатор“, съставен от бисмут, покълване и кислород (BGO: Bi4Ge3O12), който действа като детектор за тъмна материя.
Естествено, за да създадат всякакъв тип детектор на тъмна материя, изследователите трябваше да направят някои предположения относно естеството на самата тъмна материя. Техниката на откриване, разработена от изследователите, се основава на редица теоретични изследвания, които сочат частици, наречени WIMP (Слабо взаимодействащи масивни частици) като основна съставка на тъмната материя.
„Тази техника на откриване се основава на едновременното измерване на светлината и топлината, произведени от взаимодействието между детектора и хипотетичните WIMP, които, според различни теоретични модели, обясняват съществуването на тъмна материя“, обяснява Гарсия Абансен.
Изследователят обяснява, че разликата в сцинтилацията на различните частици позволява този метод да прави разлика между сигналите, които WIMPs биха произвеждали, и други, произведени от различни елементи на фоново лъчение (като алфа, бета или гама частици).
За да се измери минималното количество произведена топлина, детекторът трябва да се охлади до температури, близки до абсолютната нула, и да бъде монтирано криогенно съоръжение, подсилено с оловни и полиетиленови тухли и защитено от космическо излъчване, тъй като се помещава под планината Тобазо. в подземната лаборатория в Канфранк.
„Новият сцинтилиращ болометър се представи отлично, доказвайки своята жизнеспособност като детектор при експерименти за търсене на тъмна материя, а също и като гама спектрометър (устройство, измерващо този тип радиация) за наблюдение на фоновата радиация в тези експерименти“, казва Гарсия Abancéns.
В момента сцинтилиращият болометър се намира в университетския център Orsay във Франция, където екипът работи за оптимизиране на светлинното събиране на устройството и провеждане на опити с други BGO кристали.
Това проучване, публикувано наскоро в списанието Optical Materials, е част от европейския проект EURECA (European Underground Rare Event Calorimeter Array). Тази инициатива, в която участват 16 европейски институции (включително Университета в Сарагоса и IAS), има за цел да изгради еднотонен криогенен детектор и да го използва през следващото десетилетие за лов на тъмната материя на Вселената.
Източник: FECYT (Испания)
