Российские специалисты помогут астрономам обнаружить темную материю
Новый материал для создания детекторов частиц темной материи создали ученые Российского химико-технологического университета (РХТУ) им. Д. И. Менделеева, Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ, Объединенного института ядерных исследований и Белгородского государственного национального исследовательского университета, 17 августа сообщает мультимедийный портал ПОИСК со ссылкой на пресс-службу РХТУ.
Гибридный материал на основе пластика и редкоземельного металла гадолиния, разработанный исследовательской группой, не обладает радиоактивным фоном и при этом может фиксировать и поглощать постороннее излучение. Эти уникальные свойства будут использованы при изготовлении оболочек огромных детекторов, предназначенных для обнаружения частиц темной материи.
Описание технологии изготовления нового материала и его свойств приведены в статье, опубликованной в журнале Materials, а сами работы выполнялись в рамках международного проекта DarkSide 20К. Проект предусматривает постройку в подземной лаборатории Гран Сассо в Италии 20-тонной камеры с жидким аргоном, которая должна, по мысли создателей, улавливать частицы темной материи.
Один из авторов работы, завкафедрой химии и технологии кристаллов РХТУ Игорь Аветисов пояснил: «Этой камере нужна оболочка, поглощающая фоновые нейтроны, чтобы они не влияли на взаимодействие частиц темной материи с ядрами аргона. К тому же, материал оболочки сам по себе должен быть ультра-низкофоновым по радиоактивным элементам. Это наша часть проекта: мы работаем над созданием конструкционных элементов из такого материала».
Гибридный материал создается на основе пластика — полиметилметакрилата (оргстекло), являющегося недорогим и низкофоновым материалом, содержащим большое количество водорода, атомы которого к тому же помогают захватить посторонние фоновые нейтроны.
Редкоземельный металл гадолиний, который лучше других нерадиоактивных элементов захватывает тепловые нейтроны, используется как второй компонент гибридного органо-неорганического материала. Он укрепляет защиту камеры от радиоактивного излучения и позволяет фиксировать и измерять текущий нейтронный фон и отделять от него сигналы от частиц темной материи. Ученые также разработали технологию очистки гадолиния от радиоактивных примесей.
«Задача, подобная нашей — создание гибридного материала на основе гадолиния, — до сих пор еще никем не решалась. Это область совершенно не рыночная, а исключительно научная. Такие низкофоновые материалы нужны только в экспериментах по изучению явлений, подобных поиску темной материи», — рассказал Игорь Аветисов.
Напомним, вся известная ученым материя в Космосе — планеты, звезды, галактики, межзвездный газ, составляет лишь 5%–15% его массы. Остальное — что ученые называют темной материей — никак не взаимодействует с электромагнитными волнам и, соответственно, невидима для большинства существующих приборов. Однако частицы темной материи участвуют в гравитационном взаимодействии, что и привело к их открытию.
В настоящее время ни одной частицы темной материи пока не поймано, но ученые надеются уловить взаимодействие таких частиц с инертным газом аргоном, когда они попадут в наполненную аргоном камеру-мишень.
Ранее ИА Красная Весна сообщило о новой карте темной материи во Вселенной, составленной международной группой исследователей, на которой обозначены несколько ранее не обнаруженных нитевидных структур, соединяющих галактики.
