SuperCDMS u SNOLAB‑u dostigao je ultrahladne temperature od nekoliko hiljaditih delova stepena iznad apsolutne nule i spreman je da započne potragu za WIMP česticama koje bi mogle objasniti tamnu materiju. Instalacija je 6.800 stopa pod zemljom (≈2.070 m) i zaštićena je slojevima olova i polietilena, dok su detektori od germanijuma i silicijuma. Eksperiment cilja čestice mase između 0,5 i 5 masa protona; tim planira još nekoliko meseci kalibracije pre početka merenja.
Duboko Ispod Zemlje: SuperCDMS U SNOLAB‑u Spreman Za Istorijsku Potragu Za Tamnom Materijom
Dark Matter Detector Is Finally Ready for Showtimegremlin - Getty Images
Novi kriogeni eksperiment Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS) u okviru SNOLAB‑a zvanično je dostigao temperature od nekoliko hiljaditih delova stepena iznad apsolutne nule i sada je spreman da započne potragu za najtajanstvenijom materijom u univerzumu.
Instalacija se nalazi 6.800 stopa pod zemljom u aktivnom rudniku nikla kod Sudburyja, Ontario (≈2.070 m). Detektor je smešten u cilindrični oklop dimenzija 13 stopa x 13 stopa (≈3,96 m x 3,96 m) napravljen od ultra‑čistog olova i visokog gustinskog polietilena — materijala koji blokiraju gama‑zračenje i smanjuju neutronsku pozadinu.
Detektori su izrađeni od precizno očišćenog germanijuma i silicijuma, čije su niska radioaktivna pozadina i povoljne osobine čine ove materijale idealnim za traženje slaboučestvujućih masivnih čestica (WIMP‑ova). Ciljna regija osetljivosti pokriva mase otprilike između 0,5 i 5 masa protona.
„Dostizanje osnovne temperature predstavlja ključnu prekretnicu...“ rekla je Priscilla Cushman, portparolka SuperCDMS eksperimenta i profesorka na University of Minnesota. „Na ovim izuzetno niskim temperaturama, instalirani detektori sada mogu da pretraže potpuno novi region parametarskog prostora u kome se možda kriju najlakše čestice tamne materije.“
Kako radi detektor
U veoma hladnom, tihošću okruženju, kretanje toplote u materijalu je praktično utišano. Ako WIMP udari u atom kristalne rešetke detektora, očekivano je da izazove vrlo slabu vibraciju i otpust elektrona ili kvanta toplote (phonon). SuperCDMS meri te male signale pomoću naprednih senzora i elektronske obrade signala, a kombinacija ultrahladnih temperatura, masivne zaštite i visoko pročišćenih germanijum‑silicijum kristala omogućava razlikovanje potencijalnih signala od pozadinske buke.
„Sa mnogo većim brojem senzora po detektoru...“ rekao je Noah Kurinsky iz SLAC‑a. „Novi simulacioni alati i AI‑pokrivena rekonstrukcija znače da će podaci biti znatno bogatiji — ovo je nova nauka od prvog dana.“
Šta sledi
Iako je postignuta ciljna temperatura (milikelvin nivo), tim će provesti još nekoliko meseci na kalibraciji i optimizaciji kanala detektora pre nego što počne puna kampanja merenja. Ako SuperCDMS zabeleži detekciju koja odgovara WIMP signalu, to bi predstavljalo prvu direktnu detekciju tamne materije i revolucionarno pomeranje u razumevanju kosmosa.
Za čitaoce u Srbiji: Reč je o globalno značajnom naučnom poduhvatu — uspeh ili neuspeh SuperCDMS‑a oblikovaće buduće teorije i eksperimente u astrofizici i fizičkoj istraživačkoj zajednici širom sveta.
Pomozite nam da budemo bolji.
