Идентификация направленной отдачи по гусеницам

Детектор DRIFT-IId извлечен из вакуумной камеры для проведения технического обслуживания.

Детектор направленной идентификации отдачи по трекам ( DRIFT низкого давления отрицательных ионов ) представляет собой камеру временной проекции (NITPC), предназначенную для обнаружения слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP) – основного кандидата в темную материю . ^[1]

В настоящее время в эксплуатации находятся два детектора DRIFT. DRIFT-IId, который расположен на глубине 1100 метров под землей в подземной лаборатории Боулби на шахте Боулби в Северном Йоркшире , Англия. ^[2] и DRIFT-IIe, который расположен на поверхности в Западном колледже в Лос-Анджелесе .

Сотрудничество DRIFT в конечном итоге направлено на разработку и эксплуатацию подземного массива детекторов DRIFT для наблюдения и реконструкции треков ядерной отдачи, вызванной вимпом, с достаточной точностью, чтобы обеспечить подпись ореола темной материи .

Обнаружение вимпов

Во всем мире проводится множество экспериментов, пытающихся обнаружить выделение энергии, которое, как ожидается, произойдет, когда вимп напрямую сталкивается с атомом обычного вещества. Необходимы сверхчувствительные эксперименты для обнаружения низкоэнергетического и чрезвычайно редкого взаимодействия, которое, по прогнозам, произойдет между вимпом и ядром атома в материале мишени. Детекторы DRIFT отличаются от большинства детекторов WIMP тем, что в качестве целевого материала они используют газ низкого давления. Газ низкого давления означает, что взаимодействие внутри детектора вызывает ионизационный след измеримой длины по сравнению с точечными взаимодействиями, наблюдаемыми в детекторах с твердыми или жидкими материалами мишени. Такие следы ионизации можно реконструировать в трех измерениях, чтобы определить не только тип частицы, вызвавшей ее, но и то, с какого направления пришла частица. Эта направленная чувствительность потенциально может доказать существование вимпов благодаря их четкой направленной сигнатуре.

Технология обнаружения

Целевой материал детектора DRIFT представляет собой кусок размером 1 м. ³ кубическая дрейфовая камера, заполненная смесью низкого давления газов сероуглерода (CS ₂ ) и тетрафторида углерода (CF ₄ ) (30 и 10 Торр (4,0 и 1,3 кПа ) соответственно). Прогнозируется, что вимпы будут время от времени сталкиваться с ядром атома серы или углерода в сероуглеродном газе, вызывая откат ядра. Энергичное ядро отдачи будет ионизировать частицы газа, создавая путь свободных электронов. Эти свободные электроны легко прикрепляются к электроотрицательным молекулам CS _2, создавая след CS —
2 иона. Объем газа разделен пополам катодом с напряжением -34 кВ , который создает статическое электрическое поле, которое заставляет эти отрицательные ионы дрейфовать, сохраняя при этом трековую структуру, к плоскостям MWPC на двух концах детектора. Добавление 1 торра (130 Па) кислорода в газовую смесь стало ключом к полной точности чувствительного объема детектора DRIFT.

Результаты

DRIFT-IId опубликовал пределы, зависящие от вращения, в 2012 году. ^[3]

Ссылки

^ Вселенная 101. Веб-сайт НАСА Хиншоу, Гэри Ф. (29 января 2010 г.). Проверено 9 сентября 2011 г.
^ Подземный научный центр Булби
^ Доу, Э.; Фокс, младший; Говро, Ж.-Л.; Гаг, К.; Хармон, LJ; Голд, М.; Ли, скорая помощь; Лумба, Д.; Миллер, Э. Х.; Мерфи, A.StJ.; Палинг, С.М.; Ландерс, Дж. М.; Пайп, М.; Пушкин, К.; Робинсон, М.; Сноуден-Иффт, ДП; Спунер, Нью-Джерси; Уокер, Д. (февраль 2012 г.). «Спин-зависимые пределы от направленного детектора темной материи DRIFT-IId». Астрофизика частиц . 35 (7): 397–401. arXiv : 1010.3027 . Бибкод : 2012APh....35..397D . doi : 10.1016/j.astropartphys.2011.11.003 . S2CID 56335225 .

Внешние ссылки

54 ° 33'12 "N 0 ° 49'28" W / 54,5534 ° N 0,8245 ° W / 54,5534; -0,8245

[1] Вселенная 101. Веб-сайт НАСА Хиншоу, Гэри Ф. (29 января 2010 г.). Проверено 9 сентября 2011 г.

[2] Подземный научный центр Булби

[3] Доу, Э.; Фокс, младший; Говро, Ж.-Л.; Гаг, К.; Хармон, LJ; Голд, М.; Ли, скорая помощь; Лумба, Д.; Миллер, Э. Х.; Мерфи, A.StJ.; Палинг, С.М.; Ландерс, Дж. М.; Пайп, М.; Пушкин, К.; Робинсон, М.; Сноуден-Иффт, ДП; Спунер, Нью-Джерси; Уокер, Д. (февраль 2012 г.). «Спин-зависимые пределы от направленного детектора темной материи DRIFT-IId». Астрофизика частиц . 35 (7): 397–401. arXiv : 1010.3027 . Бибкод : 2012APh....35..397D . doi : 10.1016/j.astropartphys.2011.11.003 . S2CID 56335225 .

[1]

[2]

[3]