В эксперименте CRESST-II, возможно, зарегистрированы частицы тёмной материи
риогенные детекторы CRESST-II, в которых гипотетические частицы тёмной материи должны взаимодействовать с ядрами мишени в процессе упругого рассеяния, за три года работы зафиксировали 67 событий, имеющих все признаки такого взаимодействия.
Эксперимент
Установка CRESST-II, сконструированная физиками из Германии, смонтирована в подземной итальянской
Чтобы повысить чувствительность установки, германские учёные использовали детекторы с мишенью из сцинтиллирующего вещества,
Львиная доля энергии, оставляемой налетающей частицей тёмной материи в кристалле-мишени, преобразуется в
Поскольку в опыте отмечаются самые разные взаимодействия, и подавляющее их большинство не имеет никакого отношения к вимпам, интересующие учёных события необходимо как-то отбирать. Здесь на помощь приходят сцинтилляционные свойства CaWO4: небольшая часть энергии, оставляемой вимпом, преобразуется в сцинтилляционный свет, который также регистрируется БСП, соединённым со светопоглотителем. Отношение энергий, измеренных детектором излучения и детектором фононов, зависит от типа взаимодействия в кристалле и позволяет выделять сигналы от частиц тёмной материи на общем фоне.
Детектирующий модуль CRESST-II, общая схема которого показана ниже, охватывается светоотражающей полимерной фольгой, чтобы сцинтилляционный свет собирался максимально эффективно. Для защиты модулей от фонового излучения используются слои меди и свинца, поглощающие гамма-излучение, полиэтилен, замедляющий нейтроны, и панели пластикового сцинтиллятора, отмечающие факт прихода мюонов. Неплохую естественную защиту обеспечивает и мощный слой горных пород над Лабораторией Гран-Сассо.
Детектирующий модуль (иллюстрация авторов работы). |
Экспериментальные данные, которыми оперируют германские исследователи, были собраны восемью модулями CRESST-II в период с июля 2009-го по март 2011-го. За это время в интервале параметров, который считается подходящим для взаимодействий вимпов с ядрами, было зарегистрировано 67 событий. Вероятность того, что все они относятся к фоновым, оказалась довольно низкой: уровень
Упругое рассеяние частиц тёмной материи представляется очень хорошим кандидатом на роль процесса, который обеспечивает «дополнительные» сигналы. По словам физиков, информацию можно интерпретировать двумя разными способами, приняв массу и сечение взаимодействия вимпов равными 25,3 (или 11,6) ГэВ и 1,6•10–6 (3,7•10–5) пбн. Со статистической точки зрения эти оценки практически не отличаются друг от друга.
Важно отметить, что гипотеза о существовании относительно лёгких вимпов, на которое указывают данные CRESST-II, не согласуется с результатами экспериментов XENON100 и
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.