Проект по поиску тёмной материи с участием учёных НИУ «БелГУ» выходит на новую ступень

Крупнейший в мире детектор по поиску тёмной материи DarkSide 20K планируют запустить в Италии в 2025-2026 годах в подземной низкофоновой лаборатории Гран-Сассо.

Учёные из Международной научно-образовательной лаборатории радиационной физики НИУ «БелГУ» под руководством профессора Александра Кубанкина в коллаборации с коллегами из Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, НИИЯФ имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова и Объединённого института ядерных исследований в Дубне приняли участие в изготовлении опытной партии гибридного низкофонового материала полиметилметакрилата (более известен как оргстекло), который как раз предполагается использовать для детектора, окружающего мишень установки для прямой регистрации рассеяния частиц тёмной материи.

Как отмечают исследователи, основное назначение этого детектора – исключить проникновение фоновых нейтронов в мишень, поскольку они могут сымитировать эффект, аналогичный рассеянию частиц тёмной материи.

– Новый российский гибридный конструкционный материал является одновременно и функциональным – он замедляет и поглощает фоновые нейтроны и «сообщает» через гамма-излучение о попытке проникновения этих фоновых нейтронов в детектор, а правильный подбор химической формулы вещества и способа его изготовления обеспечил высокие механические свойства нового материала и возможность работы при криогенных температурах, – прокомментировал сотрудник Международной научно-образовательной лаборатории радиационной физики НИУ «БелГУ» и НИИЯФ МГУ Александр Чепурнов.

Учёные поясняют, что высокая концентрация в новом материале атомов водорода способствует замедлению фоновых нейтронов, а равномерно распределённые по объёму атомы гадолиния захватывают тепловые нейтроны. При поглощении нейтронов излучаются гамма-кванты, которые легко выходят из материала и вызывают сцинтилляцию (прим. ред.: кратковременная световая вспышка) в жидком аргоне, заполняющем и окружающем детектор. Регистрация этих сцинтилляционных сигналов и сообщает исследователям о попытке проникновения нейтронов в мишень, предназначенную для частиц тёмной материи.