Опыты по обнаружению WIMP

WIMP

Кондратьев Артём 10 «А» класс

СОШ №1 г. Олонца

Руководитель Жукова Е.В.

Следовательно, на окраинах галактик должно находиться вещество, которое мы не можем увидеть. Это вещество было названо – тёмная материя. Она также позволяет объяснить расположение галактик в нашей Вселенной. Группы галактик образуют сверхскопления, которые образуют суперкластеры. Всё это образует нечто похожее на сетку, причем нити разделены пустотами(войдами).

Итак, что же такое тёмная материя? К сожалению, ученые до сих пор не знают, но есть теории, и одна из самых вероятных определяет тёмную материю, как новую частицу, которую мы ещё не обнаружили. Учёные назвали её WIMP – слабовзаимодействующая массивная частица. Про неё известно очень немного. Но учёные знают, что она довольно массивная, по меркам частиц, и медленная. Также она не взаимодействует с электромагнитными волнами(поэтому мы не можем ее увидеть), а действует гравитационно. Но всё-таки, каким образом ученые пытаются обнаружить темную материю?

2. CDMS II

CDMS (  Cryogenic Dark Matter Search  — Криогенный поиск тёмной материи) — серия экспериментов, разработанных для непосредственного детектирования частиц тёмной материи . Используя матрицу полупроводниковых детекторов, находящихся при температуре около 0,01 К, CDMS является наиболее чувствительным экспериментом по получению данных о взаимодействии вимпов с земным веществом.

CDMS II находится на глубине 600 метров в бывшей железной шахте в Миннесоте. За период с 2007 по 2008 годы в рамках экспериментов удалось зарегистрировать два события, которые можно расценить как случаи регистрации  WIMP .

3. LUX

Один из самых чувствительных экспериментов. В данном эксперименте поиск WIMP основан на том, что они хотя и очень слабо, но все же взаимодействуют с обычным веществом. При столкновении с ядрами рабочего тела в детекторе могут излучаться фотоны, которые можно зарегистрировать с помощью фотоумножителей. Кроме того, вимпы могут ионизировать атомы рабочего тела, что тоже можно обнаружить. Эти два способа обычно комбинируют, чтобы отсеять шум — взаимодействия с другими частицами, космическими лучами и т. п. — и выделить только события, напоминающие столкновения с частицами темной материи. В качестве рабочего тела обычно используют жидкий ксенон. Попытка обнаружить слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP) в эксперименте LUX с помощью бассейна, заполненного 400 кг жидкого ксенона, не увенчалась успехом, но сейчас идет подготовка нового эксперимента DARWIN(25т ксенона).

4. CRESST

CRESST (  The Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers - Криогенный поиск редких событий с помощью сверхпроводящих термометров ). В сентябре 2011 были опубликованы результаты второй фазы эксперимента CRESST, использующего криогенные детекторы, состоящие из монокристаллов вольфрамата кальция. С накопленной экспозицией 730 кг·дней авторы обнаружили 67 событий, которые можно расценивать, как взаимодействие с тёмной материей

Существуют и другие эксперименты по поиску WIMP , но они в целом похожи на представленные. Например, XENON (менее точный чем LUX , но тоже не дал результатов), WARP (используется аргон, а не ксенон) и другие эксперименты, результаты которых на данный момент опровергнуты LUX .

Но это не значит, что WIMP не существует. Возможно, проект DARWIN покажет результаты. Хотя существуют и другие теории о тёмной материи. Например, что тёмная материя состоит не только из WIMP , но и других частиц, как тёмные протоны и электроны, которые могут образовывать тёмные атомы, но пока что ученые не могут сказать точно, чем является тёмная материя.