Nel laboratorio canadese di fisica sotterranea SNOLAB, è iniziata la costruzione dell'installazione SuperCDMS, progettata per la ricerca di particelle massicce di materia oscura. Il nuovo rivelatore sarà in grado di cercare particelle nella gamma precedentemente inaccessibile da una a dieci masse protoniche e l'accuratezza del SuperCDMS è 50 volte superiore all'accuratezza della versione precedente, rendendolo uno dei rivelatori più sensibili per la ricerca della materia oscura. L'inizio della costruzione del rivelatore è annunciato dal comunicato stampa del National Accelerator Laboratory SLAC, uno dei partner del progetto.
La materia oscura costituisce circa il 20 percento della massa dell'universo, ma tutte le prove della sua esistenza, come le curve di rotazione delle galassie, la lente gravitazionale e la misurazione della velocità di espansione dell'universo, sono di natura gravitazionale. Allo stesso tempo, gli scienziati non sono ancora stati in grado di confermare direttamente l'esistenza di particelle di materia oscura. È vero, nel 2010, il gruppo CDMS ha riportato la registrazione di una particella di materia oscura, ma la significatività statistica di questa misurazione era bassa e successivamente non è stata confermata.
Gli scienziati non perdono la speranza e continuano a migliorare le installazioni sperimentali progettate per registrare le particelle di materia oscura. In particolare, il gruppo CDMS riferisce sulla costruzione di un nuovo rivelatore. Una versione precedente della configurazione che hanno sviluppato consisteva in 30 rilevatori di silicio-germanio a semiconduttore delle dimensioni di un disco da hockey, raffreddati a una temperatura di circa 0,6 kelvin, e si trovava a una profondità di poco meno di quattrocento metri in una miniera sotterranea del Sudan nel Minnesota National Park per ridurre il segnale di fondo dai neutrini e particelle cosmiche. Quando ipotetiche particelle massicce di materia oscura (wimps) volano attraverso una tale rondella, possono entrare in collisione con gli atomi del reticolo cristallino e farli vibrare (tali vibrazioni sono convenientemente descritte usando quasiparticelle - fononi); inoltre possono ionizzare la materia,cioè, espellere gli elettroni. Entrambi questi effetti sono facili da tracciare: il segnale di ionizzazione può essere letto utilizzando amplificatori basati su transistor ad effetto di campo ei fononi possono essere comodamente catturati utilizzando sensori di transizione di bordo superconduttori basati su interferometri quantici superconduttori (SQUID). Maggiori dettagli su tali dispositivi possono essere trovati nella nostra intervista con Dmitry Akimov, dedicata allo scattering elastico coerente dei neutrini, un processo simile per natura e complessità.dedicato allo scattering elastico coerente dei neutrini - un processo simile per natura e complessità di registrazione.dedicato allo scattering elastico coerente dei neutrini - un processo simile per natura e complessità di registrazione.
Parte centrale del rilevatore SuperCDMS. Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory.
