Ожидается, что тёмная материя состоит из стабильных элементарных частиц, которые до сих пор не были обнаружены. Самым вероятным кандидатом на эту роль считаются слабовзаимодействующие массивные частицы, или "вимпы", и именно их попытаются поймать физики в ходе нового эксперимента.
Детектор имеет криостат, содержащий 3,5 тонны жидкого ксенона, охлаждённого до минус 100 градусов по Цельсию. Чтобы свести к минимуму воздействие фоновой радиации, он окружён резервуаром с 700 тоннами очищенной воды. Прибор будет регистрировать крайне слабые вспышки света и изменения заряда, которые должны происходить каждый раз, когда вимпы, поступающие из центра Млечного Пути, будут сталкиваться с ядрами атомов ксенона. Для этого гигантский комплекс снабжён 248 сверхточными датчиками, способными обнаруживать даже единичные фотоны света. Ожидается, что этот инструмент будет в сорок раз чувствительнее, чем самый мощный на сегодняшний день детектор тёмной материи, установленный в США.
Сейчас учёные завершили установку и проводят первые испытания конструкции, а полноценный запуск устройства запланирован на конец марта. Как сообщается в пресс-релизе, сбор данных будет продолжаться две недели, и теоретически частицы тёмной материи могут быть обнаружены в любой момент после включения детектора.
"Для того чтобы увидеть редкие воздействия частиц темной материи, вы должны построить инструмент с большой массой и крайне низким радиоактивным фоном. В противном случае у вас не будет никаких шансов обнаружить необходимые события среди фонового шума, – поясняет один из участников проекта Лука Гранди (Luca Grandi) из Чикагского университета. – Мы проводим эксперимент глубоко под землёй, чтобы километровый слой каменной породы оградил прибор от космического излучения".
Команда XENON очень тщательно отбирала материалы, используемые в строительстве детектора, отслеживая, чтобы их изначальное заражение радиоактивными изотопами соответствовало требованиям эксперимента. Ведь ставка очень высока: если учёным удастся зарегистрировать вимпы, эта работа, бесспорно, войдёт в историю мировой науки. Даже если они получат лишь косвенные подтверждения таких взаимодействий, это станет хорошей основой для работ на следующем поколении детектора XENONnT, который будет создан на той же базе. А вот в случае полной неудачи могут возникнуть большие сомнения в том, что поиск тёмной материи ведётся в правильном направлении.
