Nowy materiał hybrydowy wykrywa cząsteczki ciemnej materii

Naukowcy z Rosyjskiego Uniwersytetu Technicznego Chemicznego nazwani na cześć. D. I. Mendeleeva, SINP MSU, JINR i Narodowy Uniwersytet Badawczy BelSU opracowali materiał hybrydowy na bazie tworzywa sztucznego

oraz gadolin, metal ziem rzadkich, który można wykorzystać do budowy powłok detektorów poszukujących ciemnej materii. 

Nowy materiał rozwiązuje główny problem poszukiwania ciemnej materii – sygnałów pochodzących z innych, niepowiązanych ze sobą zdarzeń, które należy wykluczyć w trakcie pracy. 

Chroni również przed przedostawaniem się do detektora neutronów o wysokiej energii, które są uwalniane podczas rozszczepiania uranu lub innych pierwiastków radioaktywnych, które dostają się do materiału detektora jako zanieczyszczenia.

Nowy niedrogi materiał o niskim tle i świetnyilość wodoru składa się z atomów, które wychwytują obce neutrony tła. Kolejnym składnikiem materiału  - gadolin, metal ziem rzadkich, który wychwytuje neutrony termiczne skuteczniej niż inne pierwiastki nieradioaktywne. 

W międzynarodowym projekcie DarkSide 20K, któryjest wdrażany w podziemnym laboratorium Gran Sasso we Włoszech, budowana jest 20-tonowa komora z ciekłym argonem, która może potencjalnie wychwytywać cząstki ciemnej materii. Komora ta potrzebuje powłoki, która pochłania neutrony tła, aby nie wpływały one na oddziaływanie cząstek ciemnej materii z jądrami argonu. Ponadto sam materiał okładziny musi mieć bardzo niskie tło pod względem pierwiastków radioaktywnych. To jest nasza część projektu: pracujemy nad stworzeniem elementów konstrukcyjnych z takiego materiału.

Igor Avetisov, kierownik Katedry Chemii i Technologii Kryształów Rosyjskiego Uniwersytetu Technicznego Chemicznego

W trakcie eksperymentu autorzy wyprodukowali niewielką ilość nowego materiału i wykazali, że wystarczy ona do wykonania korpusu detektora ciemnej materii.

Czytaj więcej:

Olbrzymia góra lodowa A74 zderza się z wybrzeżem Antarktydy

Ryby z ludzkimi zębami znalezione w Stanach Zjednoczonych

Dzikie kleszcze zostaną specjalnie wypuszczone w Rosji w celu zwalczania szkodników