Физики приступили к повторению скандального эксперимента по поиску темной материи

Детектор на эксперименте Borexino. Фото с сайта проекта

Группа физиков решила повторить скандально известный эксперимент DAMA/LIBRA по поиску темной материи. Несколько лет назад участники проекта DAMA/LIBRA заявили об обнаружении вимпов - частиц темной материи. Исследователи под руководством Фрэнка Кэлепрайса (Frank Calaprice) из Принстонского университета намерены использовать тот же принцип, однако провести эксперимент в немного измененных условиях. О подробностях опыта пишет портал Nature News.

Темная материя - это теоретически предсказанная, но пока не обнаруженная экспериментально субстанция, которая, по некоторым оценкам, составляет до 23 процентов всей массы Вселенной. Темная материя участвует в гравитационном, но не участвует в электромагнитном взаимодействии. Считается, что элементарными частицами темной материи являются вимпы (название происходит от английского Weakly Interacting Massive Particle - слабовзаимодействующая массивная частица).

Для регистрации частиц загадочной темной материи в разных частях Земли было построено несколько установок. Один из экспериментов по поиску вимпов расположен на глубине 1,4 километра под горой Гран-Сассо в Италии. Он получил название DAMA/LIBRA (Dark Matter Large Sodium Iodide Bulk for Rare processes – "Темная материя: поиск редких процессов при помощи большой массы йодида натрия"). Основу установки составляют 25 сверхчистых кристаллов йодида натрия массой около 250 килограммов. Предполагается, что при прохождении вимпа сквозь такой кристалл электроны в составляющих его атомах начнут колебаться. Такие колебания можно зарегистрировать по возникающим вспышкам света.

В 2000 и 2008 годах группа итальянских физиков, работающих на DAMA/LIBRA заявила о детекции таких вспышек света. Эти результаты вызвали критику со стороны научного сообщества. Скептики, в частности, указывали, что вспышки могут объясняться наличием в кристаллах радиоактивных примесей.

Кэлепрайс и его коллеги намерены поместить ультрачистые кристаллы из йодида натрия в центр детектора солнечных нейтрино Borexino. Эксперимент Borexino также расположен под Гран-Сассо. Регистрацию нейтрино осуществляет детектор, представляющий собой емкость, заполненную 300 тоннами смеси жидких органических веществ. Borexino позволяет отслеживать все поступающие извне сигналы, таким образом ученые смогут отсечь те вспышки, которые произошли не от попадания на кристаллы вимпов, а от столкновения с "посторонними" частицами. Группа Кэлепрайса уже получила финансирование на свой эксперимент от Национального научного фонда США. Сумма гранта составила 150 тысяч.

Итальянские физики, работавшие на DAMA/LIBRA заявили, что не поддерживают новую инициативу. По утверждению руководителя группы, Риты Бернабей (Rita Bernabei), Borexino не обеспечивают надлежащих для поиска вимпов условий. Бернабей отметила, что ни Кэлепрайс, ни другие исследователи не обращались к ней за помощью в создании кристаллов йодида натрия. Получить такие кристаллы независимо затруднительно, так как технология их изготовления является интеллектуальной собственностью группы Бернабей и французской компании Saint-Gobain.