Речь идет о подземной физической лаборатории Стауэлл (SUPL), расположенной в штате Виктория на юго-востоке Австралии. Комплекс, построенный в заброшенной золотоносной шахте Стауэлл в 2022 году, стал первым подобным сооружением в Южном полушарии. Глубокое расположение защищает детекторы от космических лучей, которые на поверхности создают шум, заглушающий редкие сигналы темной материи.
Темная материя — это таинственное вещество, которое удерживает галактики вместе и составляет 85% материи Вселенной. Его существование выводится из его гравитационного взаимодействия, и исследование природы темной материи считается следующим рубежом науки.
В ходе испытаний ученые Центра передового опыта Австралийского исследовательского совета по физике частиц темной материи сравнивали уровень мюонов — частиц, рождающихся при столкновении космических лучей с атмосферой — внутри и снаружи лаборатории. На поверхности было бы зарегистрировано около 8,4 млрд мюонов. Внутри SUPL детекторы насчитали всего 30 тыс. Этот показатель соответствует уровню лучших подземных лабораторий мира, включая британскую Болби и итальянский Гран-Сассо. Результаты тестов опубликованы в научном журнале Astroparticle Physics.
В 2026 году на базе SUPL стартует эксперимент с детектором темной материи SABRE South. Он станет зеркальным отражением итальянской установки DAMA/LIBRA. Последняя на протяжении почти 30 лет регистрирует загадочные сезонные колебания сигнала, которые некоторые ученые приписывают темной материи. Однако другие эксперименты не находят подтверждения этим результатам, и спор остается нерешенным.
Земля, вращаясь вокруг Солнца, движется сквозь гало темной материи, и скорость этого движения меняется в течение года. Поэтому сигнал от темной материи должен испытывать сезонные колебания, но сдвинутые по фазе в зависимости от полушария.
Расположение SABRE South в Австралии позволит провести независимую проверку: если итальянский и австралийский детекторы покажут одинаковые сезонные колебания, то сигнал действительно вызван астрофизическим эффектом. Если же они разойдутся, значит, у феномена DAMA/LIBRA земное происхождение.
Для поиска редчайших событий нужна исключительная чистота фона. Детектор SABRE South представляет собой массивный стальной сосуд, внутри которого 12 тыс. литров жидкого сцинтиллятора окружают семь сверхчистых кристаллов иодида натрия. Вся конструкция дополнительно защищена 120 тоннами стального экранирования. И подтвержденный низкий уровень мюонов гарантирует, что космические лучи не создадут ложных сигналов.
Измерения и симуляции отлично согласуются. Это дает нам глубокое понимание фонового уровня от космических мюонов в наших будущих поисках
По словам ученых, система подавления мюонов (так называемое мюонное вето) работает штатно. Следующий шаг — более детальное изучение мюонов: как их интенсивность меняется в зависимости от направления и времени. Эти знания будут интегрированы непосредственно в работу SABRE South для активного отсеивания фоновых событий в реальном времени.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии, согласно которому наша галактика Млечный Путь дрейфует внутри гигантского диска из темной материи.
