Tas neizstaro elektromagnētisko starojumu, un neviens īsti nezina, kas tas ir, bet tas nav apturējis Eiropas pētnieku komandu attīstīt ierīci, kuru zinātnieki izmantos, lai noteiktu un noteiktu tumšās vielas raksturu, kas veido 1 / 4 no mūsu Visuma masas.
Pētnieki no Saragosas Universitātes (UNIZAR) un Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Francijā) veica pieņēmumus par tumšās vielas raksturu, balstoties uz teorētiskiem pētījumiem, un izstrādāja ierīci ar nosaukumu “mirgojošs bolometrs” rezultāta noteikšanai. tumšās vielas mijiedarbība ar materiālu detektorā.
“Viens no lielākajiem fizikas izaicinājumiem mūsdienās ir atklāt tumšās matērijas patieso dabu, kuru nevar tieši novērot - kaut arī šķiet, ka tā veido vienu ceturtdaļu no Visuma matērijas. Tāpēc mums jācenšas to atklāt, izmantojot tādus prototipus, kādus esam izstrādājuši. ”, SINC stāsta UNIZAR Kodolfizikas un astrodaļiņu laboratorijas pētnieks Eduardo García Abancéns.
García Abancéns ir viens no zinātniekiem, kas strādā ROSEBUD projektā (saīsinājums Rare Objects SEarch with Bolometers UndergrounD), kas ir starptautiska sadarbības iniciatīva starp Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS - Parīzes dienvidu universitāte, Francija) un Universitāti. Saragosā, kas koncentrējas uz tumšās vielas medībām Piena Ceļā.
Zinātnieki pēdējo desmit gadu laikā strādā pie šīs misijas Canfranc metro laboratorijā Hueskā, kur viņi ir izstrādājuši dažādus kriogēnos detektorus (kas darbojas temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei:? 273,15 ° C). Jaunākais ir “mirgojošais bolometrs”, 46 gramu ierīce, kas šajā gadījumā satur kristāla “scintilatoru”, ko veido bismuts, dīgtspēja un skābeklis (BGO: Bi4Ge3O12), kas darbojas kā tumšās vielas detektors.
Protams, lai izveidotu jebkura veida tumšās matērijas detektorus, pētniekiem bija jāizdara daži pieņēmumi par pašas tumšās vielas raksturu. Pētnieku izstrādātā noteikšanas metode ir balstīta uz vairākiem teorētiskiem pētījumiem, kas norāda uz daļiņām, kuras sauc par WIMP (vāji mijiedarbīgās masīvās daļiņas) kā galveno tumšās vielas sastāvdaļu.
“Šī noteikšanas tehnika balstās uz vienlaicīgu gaismas un siltuma mērīšanu, ko rada mijiedarbība starp detektoru un hipotētiskajiem WIMP, kas saskaņā ar dažādiem teorētiskiem modeļiem izskaidro tumšās vielas esamību”, skaidro Garsija Abancēns.
Pētnieks skaidro, ka dažādo daļiņu scintilācijas atšķirības ļauj šai metodei atšķirt signālus, kurus radītu WIMP, no citiem, ko rada dažādi fona starojuma elementi (piemēram, alfa, beta vai gamma daļiņas).
Lai izmērītu minimāli saražoto siltumenerģijas daudzumu, detektors ir jāatdzesē līdz temperatūrai, kas ir tuvu absolūtai nullei, un ir uzstādīta kriogēna iekārta, kas pastiprināta ar svina un polietilēna ķieģeļiem un aizsargāta no kosmiskā starojuma, jo tā atradās zem Tobazo kalna. Canfranc pazemes laboratorijā.
"Jaunais mirgojošais bolometrs ir lieliski darbojies, pierādot tā dzīvotspēju kā detektors eksperimentos, lai meklētu tumšās vielas, kā arī kā gamma spektrometrs (ierīce, kas mēra šāda veida starojumu), lai šajos eksperimentos uzraudzītu fona starojumu", saka Garsija. Abancéns.
Mirgojošais bolometrs šobrīd atrodas Orsē universitātes centrā Francijā, kur komanda strādā, lai optimizētu ierīces gaismas savākšanu, un veic izmēģinājumus ar citiem BGO kristāliem.
Šis pētījums, kas nesen publicēts žurnālā Optical Materials, ir daļa no Eiropas EURECA projekta (Eiropas pazemes reto notikumu kalorimetru masīvs). Šīs iniciatīvas, kurā piedalās 16 Eiropas institūcijas (ieskaitot Saragosas Universitāti un IAS) mērķis ir izveidot vienas tonnas kriogēno detektoru un nākamajā desmitgadē to izmantot, lai medītu Visuma tumšo vielu.
Avots: FECYT (Spānija)
