21-летний спор о темной материи планируют разрешить с помощью новой лаборатории в Южной Корее

Считается, что темная материя составляет 85% массы Вселенной, но поскольку она почти не взаимодействует с обычной материей и вообще не взаимодействует со светом, ее трудно наблюдать напрямую. Несколько исследовательских групп пытались увидеть неуловимое вещество, но только ученые из итальянской Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS) заявили, что видели его по-настоящему в ходе эксперимента DAMA/LIBRA. Пока никто другой не смог повторить полученные результаты, утверждение остается спорным. В августе ученые южнокорейского Института фундаментальных наук (IBS) планируют разрешить спор, который длится более 20 лет, в ходе эксперимента COSINE-100 с помощью нового детектора на установке Yemilab, сообщает научный журнал Nature.

Несколько групп уже пытались воспроизвести результаты DAMA/LIBRA, используя аналогичные методы и материалы в своих детекторах, включая тот же тип кристаллов йодида натрия, которые излучают крошечные вспышки света при столкновении с субатомными частицами. Среди таких проектов – COSINE-100, который работает с 2016 года на предшественнике Yemilab – подземной лаборатории Янъян (Y2L) в Южной Корее. Но ни один из проектов не дал результатов, соответствующих результатам первоначального эксперимента. 

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Чернобыльские кабаны до сих пор радиоактивны: дело не только в аварии на ЧАЭС

В новом эксперименте будут использоваться те же кристаллы, что и в предыдущем COSINE-100, но с некоторыми улучшениями для повышения их чувствительности. Команда также разрабатывает набор кристаллов йодида натрия, которые будут еще более радиочистыми, чем кристаллы DAMA/LIBRA, для следующего этапа эксперимента COSINE-200. При еще более низких уровнях радиоактивности есть надежда собрать достаточно данных за более короткий период времени, чтобы прийти к более уверенному заключению о результатах DAMA/LIBRA, а также заняться поиском маломассивной темной материи, говорит Хюн Су Ли, физик из Института фундаментальных наук (IBS) и  соруководитель COSINE- 100. 

COSINE-100 будут проводить в новой лаборатории Yemilab площадью 3000 квадратных метров. Объект стоимостью 23 миллиона долларов находится на глубине около 1 километра и превосходит Y2L как по глубине, так и по объему. С сентября 2023 года исследователи перенесли все эксперименты Y2L в Йемилаб, где к концу этого года они начнут следующий этап.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Вороны способны считать: результаты научного эксперимента 

Yemilab также предлагает более защищенную среду для обнаружения неуловимых частиц. Установка также будет охотиться за нейтрино.. Вторая фаза эксперимента под названием AMoRE будет искать признаки распада двух нейтронов на протоны и электроны без испускания нейтрино. Этот гипотетический процесс называется безнейтринным двойным β-распадом, и если его наблюдать, он продемонстрирует, что нейтрино являются собственными античастицами. Это может дать подсказку об их массе и объяснить, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии, говорит Ён Дук Ким, физик из IBS и представитель проекта AMoRE. Модернизированный детектор нейтрино будет использовать около 160 килограммов кристаллов, внедренных в молибден-100, природный радиоизотоп. Когда AMoRE-II начнет работать в конце этого года, он будет в 100 раз более чувствителен, чем предыдущая версия эксперимента, добавляет Ким.

Ранее в этом году группа астрономов из Калифорнийского университета провела компьютерное моделирование, которое подтвердило существование темной материи.