Учёные построят новый детектор тёмной материи

Международный проект самого чувствительного детектора для поиска частиц тёмной LUX-Zeplin прошел ключевые этапы рассмотрения министерством энергетики США и может начать работу уже в 2020 году.

К коллаборации, участвующей в создании, а затем и эксплуатации LUX-Zeplin (LZ), присоединились разработчики и ученые из США, Великобритании, Кореи, а также специалисты из российского Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Сам же инструмент будет действовать в Южной Дакоте, на территории подземного исследовательского центра Сэнфорд, расположившегося в заброшенных золотых шахтах.

Детектор на глубине 1480 м будет надежно экранирован от случайного шума и станет самым чувствительным экспериментом по поиску вимпов – гипотетических частиц темной материи. Составляя около 85% массы нашей Вселенной, она никак не взаимодействует с обычным веществом, помимо гравитации. Влияние темной материи на движение и рост галактик легко заметно в космосе, но обнаружить частицы, из которых она состоит, до сих пор не удается. «Природа темной материи, – подчеркивают разработчики детектора LZ, – остается одной из главных загадок всей современной науки».

«Сердцем» проекта LZ станет внушительная цистерна, заполненная 10 тоннами сверхчистого жидкого ксенона и усеянная детекторами, способными регистрировать вспышки и импульсы, вызванные случайными столкновениями частиц с ядрами. Исключительно дорогой благородный газ (особенно с учетом дополнительной очистки и установки криогенной системы для поддержания его в жидком виде) составит заметную часть из 77 млн долларов, которые должны быть потрачены на проект. Зато ученые надеются, что как минимум некоторые из вспышек в нем укажут на частицы темной материи.

Емкость для жидкого ксенона / ©LZ, Berkeley Lab