Im kanadischen Untergrundphysiklabor SNOLAB wurde mit dem Bau der SuperCDMS-Installation begonnen, mit der nach massiven Partikeln dunkler Materie gesucht werden soll. Der neue Detektor kann nach Partikeln im bisher unzugänglichen Bereich von einer bis zehn Protonenmassen suchen. Die Genauigkeit von SuperCDMS ist 50-mal höher als die der Vorgängerversion und damit einer der empfindlichsten Detektoren für die Erkennung dunkler Materie. Der Beginn des Baus des Detektors wird in der Pressemitteilung des National Accelerator Laboratory SLAC, eines der Projektpartner, angekündigt.
Dunkle Materie macht etwa 20 Prozent der Masse des Universums aus, aber alle Beweise für ihre Existenz, wie Rotationskurven von Galaxien, Gravitationslinsen und die Messung der Expansionsrate des Universums, sind gravitativer Natur. Gleichzeitig konnten Wissenschaftler die Existenz von Partikeln der dunklen Materie noch nicht direkt bestätigen. Zwar berichtete die CDMS-Gruppe im Jahr 2010 über die Registrierung eines Partikels der Dunklen Materie, die statistische Signifikanz dieser Messung war jedoch gering und wurde später nicht bestätigt.
Wissenschaftler verlieren nicht die Hoffnung und verbessern weiterhin experimentelle Installationen zur Registrierung von Partikeln der dunklen Materie. Insbesondere berichtet die CDMS-Gruppe über den Bau eines neuen Detektors. Eine frühere Version ihres Aufbaus bestand aus 30 Halbleiter-Silizium-Germanium-Detektoren von der Größe eines Hockey-Pucks, die auf eine Temperatur von etwa 0,6 Kelvin abgekühlt waren und sich in einer Tiefe von knapp vierhundert Metern in einer unterirdischen Mine Sudan im Minnesota National Park befanden, um das Hintergrundsignal von Neutrinos zu reduzieren und kosmische Teilchen. Wenn hypothetische massive Partikel der dunklen Materie (WIMPs) durch eine solche Waschmaschine fliegen, können sie mit den Atomen des Kristallgitters kollidieren und sie zum Schwingen bringen (solche Schwingungen werden zweckmäßigerweise mit Quasiteilchen - Phononen beschrieben). Darüber hinaus können sie Materie ionisieren,das heißt, schlagen Sie Elektronen heraus. Beide Effekte sind leicht zu verfolgen - das Ionisationssignal kann mit Verstärkern auf der Basis von Feldeffekttransistoren gelesen werden, und Phononen können bequem mit supraleitenden Kantenübergangssensoren auf der Basis von supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs) erfasst werden. Weitere Einzelheiten zu solchen Geräten finden Sie in unserem Interview mit Dmitry Akimov, das sich der kohärenten elastischen Neutrino-Streuung widmet, einem Prozess, der in Art und Komplexität ähnlich ist.gewidmet der kohärenten elastischen Neutrino-Streuung - ein Prozess, der in Art und Komplexität der Registrierung ähnlich ist.gewidmet der kohärenten elastischen Neutrino-Streuung - ein Prozess, der in Art und Komplexität der Registrierung ähnlich ist.
Zentraler Teil des SuperCDMS-Detektors. Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory.
