Идентификация направленной отдачи по гусеницам - Directional Recoil Identification from Tracks

Детектор DRIFT-IId снят с вакуумной камеры для обслуживания.

В Идентификация направленной отдачи по гусеницам (ДРИФТ) детектор низкого давления отрицательный ион камера времени проекции (NITPC) предназначен для обнаружения слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs) - прайм темная материя кандидат.[1]

В настоящее время работают два детектора ДРИФТ. DRIFT-IId, который находится на 1100 м под землей в Подземная лаборатория Боулби на руднике Боулби в Северном Йоркшире, Англия,[2] и DRIFT-IIe, который находится на поверхности по адресу Западный колледж, Лос-Анджелес, Калифорния, США.

В конечном итоге сотрудничество DRIFT направлено на разработку и эксплуатацию подземного массива детекторов DRIFT для наблюдения и восстановления треков ядерной отдачи, вызванных WIMP, с достаточной точностью, чтобы обеспечить подпись ореол темной материи.

Обнаружение WIMP

Во всем мире проводятся многочисленные эксперименты, пытающиеся обнаружить выделение энергии, которое ожидается, когда WIMP напрямую сталкивается с атомом обычной материи. Сверхчувствительные эксперименты необходимы для обнаружения низкоэнергетического и чрезвычайно редкого взаимодействия, которое, как предсказывается, происходит между WIMP и ядром атома в материале мишени. Детекторы DRIFT отличаются от большинства детекторов WIMP тем, что в них в качестве материала мишени используется газ низкого давления. Газ низкого давления означает, что взаимодействие внутри детектора вызывает ионизация отслеживание измеряемой длины по сравнению с точечными взаимодействиями, наблюдаемыми в детекторах с твердыми или жидкими материалами мишени. Такие ионизационные треки можно реконструировать в трех измерениях, чтобы определить не только тип частицы, которая их вызвала, но и то, с какой стороны она пришла. Эта чувствительность к направлению может доказать существование WIMP по их отличительной сигнатуре направления.

Технология обнаружения

Образование треков отрицательных ионов в детекторе DRIFT.

Материал мишени детектора DRIFT составляет 1 м3 кубический дрейфовая камера заполнены смесью низкого давления сероуглерод (CS2) и тетрафторид углерода (CF4) газы (30 и 10 торрс (4.0 и 1.3кПа ), соответственно). Предполагается, что WIMP будут иногда сталкиваться с ядром атома серы или углерода в газообразном сероуглероде, вызывая отдачу ядра. Энергичное ядро ​​отдачи будет ионизировать частицы газа, создавая путь для свободных электронов. Эти свободные электроны легко прикрепляются к электроотрицательный CS2 молекулы, создающие след CS −
2  ионы. Объем газа делится пополам на катод в −34 кВ, которое создает статическое электрическое поле, которое заставляет эти отрицательные ионы дрейфовать, сохраняя при этом структуру трека, к MWPC плоскости на двух концах детектора. Добавление 1 торра (130 Па) кислорода к газовой смеси было ключом к полной проверке чувствительности чувствительного объема детектора DRIFT.

Полученные результаты

DRIFT-IId опубликовал зависящие от спина лимиты в 2012 году.[3]

Рекомендации

  1. ^ Вселенная 101.NASA сайт Хиншоу, Гэри Ф. (29 января 2010 г.) Проверено 9 сентября 2011 г.
  2. ^ Подземный научный центр Боулби
  3. ^ Daw, E .; Fox, J.R .; Gauvreau, J.-L .; Ghag, C .; Harmon, L.J .; Золото, М .; Lee, E.R .; Loomba, D .; Miller, E.H .; Мерфи, A.StJ .; Paling, S.M .; Landers, J.M .; Трубка, М .; Пушкин, К .; Робинсон, М .; Snowden-Ifft, D.P .; Спунер, штат Нью-Джерси; Уокер, Д. (февраль 2012 г.). «Спин-зависимые пределы направленного детектора темной материи DRIFT-IId». Физика астрономических частиц. 35 (7): 397–401. arXiv:1010.3027. Bibcode:2012APh .... 35..397D. Дои:10.1016 / j.astropartphys.2011.11.003.

внешняя ссылка

Координаты: 54 ° 33′12 ″ с.ш. 0 ° 49′28 ″ з.д. / 54,5534 ° с.ш.0,8245 ° з. / 54.5534; -0.8245