Подземный эксперимент SABRE South в Австралии сможет раскрыть состав темной материи
Под землей в австралийском штате Виктория завершают строительство установки SABRE South — первой в Южном полушарии лаборатории, где собираются поймать следы темной материи. Эксперимент разместили в шахте Стэуэлл, на глубине около 1 км под слоем твердой породы. Такой экран из горных пород защищает оборудование от космических лучей и случайных частиц, мешающих наблюдениям. Полноценный сбор данных планируют начать к концу 2025 года.
Сердце эксперимента — детектор с кристаллами йодида натрия (NaI). Эти монокристаллы выращены в условиях сверхчистоты и помещены в герметичную камеру с азотом, чтобы ни один атом воздуха не повлиял на измерения. Внутри установили сверхчувствительные фотоумножители, фиксирующие мельчайшие вспышки света, возникающие при возможном столкновении частиц темной материи с атомами вещества. Система охлаждается до стабильной температуры, чтобы исключить тепловые шумы.
Конструкция защищена многослойной оболочкой: внутренняя стальная капсула экранирует радиацию, пластиковые плиты поглощают нейтроны, а внешние датчики отслеживают космические частицы — муоны. Недавно счетчик этих частиц впервые передал данные с глубины, подтвердив, что уровень фонового излучения почти сведен к нулю.
SABRE South создают, чтобы перепроверить старые результаты итальянского эксперимента DAMA/LIBRA, где ученые зафиксировали сезонные колебания сигналов, похожие на следы темной материи. Однако ни один другой проект не смог повторить этот эффект. Австралийская установка даст уникальную возможность проверить гипотезу с другой стороны планеты, где климатические и магнитные условия иные. Если сигналы совпадут, это станет весомым подтверждением существования загадочных частиц.
Над проектом трудятся специалисты из Австралийского национального университета, Мельбурнского университета и международные коллеги из Италии и США. Все элементы — от кристаллов до систем охлаждения — доставляют в шахту по узким тоннелям и собирают в специально построенной камере SUPL (Stawell Underground Physics Laboratory). Это первая подобная лаборатория в южном полушарии и одна из самых защищенных в мире.
Чтобы получить достоверные данные, исследователи планируют вести наблюдения не менее пяти лет. Такой срок нужен, чтобы отследить сезонные колебания и убедиться, что сигналы не вызваны случайными процессами. Результаты эксперимента могут изменить наше представление о строении Вселенной и приблизить момент, когда темная материя перестанет быть загадкой физики.
Ранее мы писали о том, что «супертелескоп» размером с Землю обнаружил самый маломассивный из когда-либо открытых темных объектов.
