Чувствительный детектор темного вещества

16.07.2022

Самый чувствительный в мире детектор темного вещества начал научную работу после прохождения тестов в течение 60 дней. Установка расположена на глубине 1,5 км в Подземном исследовательском центре Сэнфорда в городе Лид в штате Южная Дакота. Чувствительность прибора оценивается в 50 раз выше, чем у предыдущей установки. Данные о событиях прибор будет собирать не менее 1000 дней без какой-либо гарантии получения результата.

При поиске темного вещества даже отрицательный результат - это шаг вперед. Поиск в определенном диапазоне масс и энергий заставляет корректировать физическую модель этой гипотетической частицы, задавшей саму основу нашей Вселенной. Именно частицы, поэтому кальку с английского "темная материя" в русском языке правильно менять на "темное вещество". Материей может быть также поле, это более широкое понятие, а частица, все же, это вещество.

Новый эксперимент LUX-ZEPLIN (LZ) опирается на два прежних - LUX и ZEPLIN, но представлен более масштабной установкой. Так, если в предыдущем опыте для поиска событий (столкновений частиц обычного и темного вещества) использовалось 360 кг жидкого ксенона, то теперь резервуар содержит 7,7 т жидкого и охлажденного до криогенных температур ксенона. Также контейнер пополнился новыми датчиками, даже двумя типами датчиков: один для обнаружения вспышек от взаимодействия темного вещества с атомами ксенона и другой для обнаружения электронов, выбитых таким столкновением.

Вокруг емкости с ксеноном размещен резервуар с обычной водой и датчиками для регистраций известных науке частиц. Подобная организация позволяет регистрировать события одновременно в ксеноне и в воде. И если события произошли одновременно, то это позволяет сразу исключить темное вещество, которое в заданном масштабе с атомами воды никак не взаимодействует. Относительно большая глубина размещения установки и водяной экран позволяют в значительной степени снизить шум - детектирование частиц обычного вещества.

В тестовом режиме установка работала 60 дней поле запуска в декабре 2021 года. По результатам проверки вышла статья. Теперь прибор будет не менее 1000 дней собирать данные в надежде зарегистрировать столкновение частицы темного вещества с атомом ксенона, которое происходит с теоретической вероятностью не чаще двух раз в год.

В эксперименте LUX-ZEPLIN ученые ищут частицу WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) - гипотетическую слабовзаимодействующую массивную частицу. С атомами обычного вещества "вимпы" взаимодействуют только с помощью гравитации или слабых взаимодействий. Повышение общей чувствительности установки до 50 раз дает надежду, что в сети ученых, все же, что-то попадет.

<< Назад: Перовскитные солнечные элементы 17.07.2022

>> Вперед: Новый способ получения альтернативного топлива 16.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Завершено проектирование большой межпланетной станции Psyche 19.07.2020 Специалисты NASA успешно завершили этап проектирования автоматической межпланетной станции Psyche, которая будет исследовать металлический астероид Главного пояса (16) Психея, и перешли к этапу изготовления всех систем и научных приборов. Запуск станции в космос намечен на август 2022 года, а к астероиду она должна прибыть в начале 2026 года, сообщается на сайте NASA. Целью новой межпланетной станции Psyche, разрабатываемой NASA в рамках программы Discovery, стал астероид (16) Психея, находящийся в Главном поясе астероидов. Он относится к спектральному классу М и содержит очень много металлов, таких как железо, никель, золото и платина. Это один из самых тяжелых известных на сегодня астероидов, его масса составляет примерно 2,41х10^19 килограммов, а размеры - 274х231х176 километров. Предполагается, что Психея может быть металлическим ядром протопланеты или его фрагментом, которое образовалось в результате столкновения с крупным небесным телом в ранней Солнечной системе. Детальные исследования подобных тел позволяют не только узнать больше о механизмах формирования планет и ядер, но и помочь в развитии технологий добычи полезных ископаемых в космосе. Старт миссии намечен на август 2022 года, до астероида станция доберется при помощи холловских двигателей, использующих ксенон, электроэнергией все системы аппарата будут обеспечивать солнечные батареи. Ожидается, что Psyche прибудет к астероиду в конце января 2026 года, после чего начнет его комплексное изучение с орбиты при помощи магнитометра, мультиспектральной камеры, гамма-и нейтронного спектрометра и микроволнового инструмента для изучения гравитационного поля Психеи и ее внутренней структуры. Для передачи данных на Землю будет использоваться экспериментальная система лазерной связи DSOC (Deep Space Optical Communications). Данные, собранные станцией, помогут картографировать поверхность Психеи, исследовать ее внутреннюю структуру и состав, понять, действительно ли она является ядром протопланеты, и помочь восстановить картину ее формирования и дальнейшей эволюции. 7 июля 2020 года NASA объявило о завершении этапа проектирования станции, включавшего в себя создание чертежей всех элементов аппарата и его научных приборов, изготовление и испытание прототипов и инженерных моделей и финальную проверку проектов всех систем станции. Теперь специалисты перейдут к этапу создания научных инструментов и подсистем станции. Начало сборки и испытаний намечено на февраль 2021 года, к апрелю 2021 года все приборы должны быть доставлены в главную чистую комнату Лаборатории реактивного движения NASA, где будут вестись все работы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025