Qaranlıq maddə hissəciklərini aşkar etmək və onların altında yatan fizikanı anlamaq dünya üzrə bir çox tədqiqatçı üçün uzun müddətdir davam edən tədqiqat məqsədidir. Qaranlıq maddə axtarışları bu tutulmayan hissəciklərin mövcudluğu və ya onların müntəzəm maddə ilə qarşılıqlı əlaqəsi ilə əlaqəli ola biləcək müxtəlif mümkün siqnalları aşkar etməyə yönəldilmişdir.

Qaranlıq maddə axtarışlarının aparılması üçün perspektivli texnologiya Kanadadakı SNOLAB tədqiqat müəssisəsində yerləşən yüksək həssas görüntü sensoru olan SENSEI (Sub-Elektron Səs Skipper-CCD eksperimental alət) detektorudur.

SENSEI əməkdaşlığı adlandırılan bu detektor tərəfindən toplanan məlumatları təhlil edən tədqiqat qrupu, SNOLAB-da sub-GeV qaranlıq maddə üçün ilk axtarışlarının nəticələrini Physical Review Letters jurnalında dərc etdi .

“Bizim son məqaləmizin əsas məqsədi, protonun kütləsi təxminən 1 GeV olduğu üçün “sub-GeV qaranlıq maddə” adlandırdığımız protondan aşağı kütlə ilə qaranlıq maddə hissəcik namizədlərini axtarmaq idi” dedi Rouven Essig , məqalənin həmmüəllifi, Phys.org-a bildirib.

“Təqdim etdiyimiz nəticələr bir neçə illik səylərdən sonra əldə edildi ki, bunda SENSİ əməkdaşlığı onların detektorlarının sub-GeV qaranlıq maddəyə qarşı həssaslığını yaxşılaşdırdı və qaranlıq maddə hadisələrini (yəni, “arxa fonlar”) təqlid edən digər hadisələrin təsirini azaltdı. Bu, dünyanın ən dərin laboratoriyalarından biri olan SNOLAB-da toplanmış məlumatlardan istifadə edən ilk SENSEI tədqiqatıdır. Sadberi, Kanada.”

SENSEI detektorunun Kanadadakı yeraltı SNOLAB-a gətirilməsi Essiq və onun həmkarları üçün çoxdankı məqsəd idi, çünki bu məkanda məlumatların toplanması onlara sub-GeV qaranlıq maddə axtarışlarını inkişaf etdirməyə imkan verə bilərdi. Digər qaranlıq maddə namizədləri kimi, sub-GeV qaranlıq maddənin də adi maddə ilə zəif qarşılıqlı əlaqədə olduğuna inanılır ki, bu da onu aşkar etməyi inanılmaz dərəcədə çətinləşdirir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738310577&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-gev-dark-sensei-collaboration.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738310577860&bpp=1&bdt=108&idt=67&shv=r20250129&mjsv=m202501270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310568%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310568%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738310568%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6737026012838&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1893&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C95349948%2C31090149%2C31090016%2C95347432&oid=2&pvsid=504668021802093&tmod=2122221295&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=71

“SENSEI ultrahəssas silisiumdan “Skipper Charge Coupled Devices” (Skipper CCDs) istifadə edir ki, bu da silikonda elektronu səpələyən qaranlıq maddə hissəciklərini axtarmağa imkan verir”, – məqalənin həmmüəllifi Kelli Stifter bildirib.

“Belə bir səpələnmə Skipper CCD-dəki piksellərdən birindəki silikon atomlarından yalnız az sayda elektronu (təxminən 1-10) buraxacaq. Skipper CCD-nin verdiyi inqilabi irəliləyiş (adi CCD ilə müqayisədə) burada baş verdi. 2017 və cihazdakı milyonlarla pikselin hər birindəki elektronların sayını dəqiq ölçməyə imkan verir.

Ultra həssas Skipper CCD-lər vasitəsilə SENSEI detektoru tədqiqatçılara yüksək həssaslıqla sub-GeV qaranlıq maddəni axtarmağa imkan verir. Detektorun SNOLAB-da ilk eksperimental işi və toplanmış məlumatların sonrakı təhlili tədqiqatçılara bu qaranlıq maddə namizədinin elektronlar və nüvələrlə qarşılıqlı təsirinə görünməmiş məhdudiyyətlər qoymağa imkan verdi.

“Biz 2018-ci ildə Skipper-CCD ilə ilk qaranlıq maddə axtarış nəticələrini əldə etdik və növbəti bir neçə il ərzində bir neçə başqaları”, – məqalənin həmmüəllifi Javier Tiffenberg izah etdi.

“Qeyd edək ki, bu təcrübələr bəzən qaranlıq maddə kimi görünən hadisələri təqlid edə bilən kosmik şüalarla dolu olan Yer səthinin yaxınlığında aparılıb. PRL sənədimiz SNOLAB-da aparılan təcrübə ilə əldə etdiyimiz əməkdaşlığımızın ilk nəticəsini təqdim edir. yerin dərinliyindədir və yaxşı qorunur”.

Bu son araşdırmanın bir hissəsi olaraq tədqiqatçılar tərəfindən təhlil edilən məlumatları toplayan eksperimental iş 2022-ci ildən 2023-cü ilə qədər olan 7 aylıq bir müddət ərzində həyata keçirilib.

Elektronlar və nüvələrlə qarşılıqlı əlaqədə olan sub-GeV qaranlıq maddəyə yeni məhdudiyyətlər qoymaq üçün SENSEI əməkdaşlığı xüsusi olaraq bir və ya daha çox elektron ehtiva edən detektor tərəfindən alınan hadisələrin sayını ölçdü və bu da onlara qaranlıq maddə hissəciklərinə məhdudiyyətlər qoymağa imkan verdi. bu hadisələri yaradın.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Gələcək işlərimiz üçün məqsədlərimizdən biri daha çox Skipper-CCD-lərdən istifadə etməkdir ki, biz daha çox qaranlıq maddə hissəciklərini aşkar edə bilək” dedi məqalənin həmmüəllifi Şo Uemura.

“Biz indi göstərdik ki, biz bir sıra Skipper-CCD-ləri idarə edə bilərik və onların performansını tək Skipper-CCD ilə əvvəlki nəticələrimizlə müqayisədə təkmilləşdirməyə davam edirik. Arxa fon hadisələri ilə bağlı anlayışımız və onları datadan silmək qabiliyyətimiz qorunur. artan detektor ölçüsü ilə sürətlənir.”

SENSEI əməkdaşlığının məqaləsi qaranlıq maddənin aşkarlanmasına yönəlmiş gələcək səyləri məlumatlandıra bilər və potensial olaraq sub-GeV qaranlıq maddə hissəcikləri üçün daha həssas axtarışlara səbəb ola bilər .

Tədqiqatçılar indi detektorun həssaslığını daha da artırmağı planlaşdırırlar ki, bu da bu tutulmaz hissəciklərin aşkarlanmasına kömək edə bilər və ya onların adi maddə ilə qarşılıqlı təsirinə daha da sərt məhdudiyyətlər qoymağa imkan verə bilər .

“Biz əminik ki, biz Skipper-CCD-lərimizdəki fonları daha da azalda bilərik və həmçinin işlədiyimiz Skipper-CCD-lərin sayını artırmağı planlaşdırırıq” dedi məqalənin həmmüəllifi Ana Botti. “Hər ikisi detektorumuzun qaranlıq maddəyə həssaslığını artıracaq.”

SENSEI əməkdaşlığının tədqiqat səylərinin əsas aspekti yeni yüksək həssaslığa malik sensorların qaranlıq maddə ilə əlaqəli siqnalları aşkar etmək potensialını maksimum dərəcədə artırmaqla ən yaxşı şəkildə necə işlədildiyini başa düşməkdən ibarətdir. Bunun səbəbi, hissəciklərin qarşılıqlı əlaqəsi olmadan yaranan detektor effektlərinin (məsələn, qaranlıq saylar və ya saxta yüklər) qaranlıq maddənin qarşılıqlı təsiri kimi nadir hadisələri tutmağa çalışarkən toplanan fon siqnallarında üstünlük təşkil etməsidir.

“Skipper CCD-lər yeni texnologiya olduğundan, onların istifadəsi üçün təlimat yoxdur” dedi Botti.

“Bu dərəcələri azaltmaq və onların təhlilə təsirini yumşaltmaq üçün strategiyaların hazırlanması SENSEI-nin nəticələrinin davamlı olaraq yaxşılaşdırılması üçün həlledici rol oynamışdır. Biz həmçinin həssaslığı daha da artırmaq üçün işıq-qaranlıq maddələrin aşkarlanması üçün Skipper-CCD-yə bənzər yeni texnologiyaların hazırlanmasını nəzərdən keçiririk.

“Qeyd etmək lazımdır ki, SENSEI-dəki işimiz hissəciklər fizikasından kənara çıxan astronomiya və kvant təsviri kimi sahələrə qədər uzanan tətbiqlərlə bizi bu texnologiya inkişafının önündə yerləşdirdi.”

Daha çox məlumat: Prakruth Adari və digərləri, SNOLAB-da SENSEI Detektorundan istifadə edərək Sub-GeV Qaranlıq Maddədə İlk Birbaşa Aşkarlama Nəticələri, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.011804 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2312.13342

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network