Детектор сенсей в Snolab. Слева: два модуля CCD в вашей медной миске. Середина: медная ПЗС -коробка и подносы, которые используются на корабле. Справа: вакуумный сосуд с закрытым сэнсэем перед установленными наружными медными, свинцовыми и поливонными щитами. Кредит: Prakruth Adari et al.
Обнаружение частиц темной материи и понимание их основной физики является долгосрочной целью для многих исследователей во всем мире. Поиски темной материи стремятся распознать различные возможные сигналы, которые могут быть связаны с наличием этих трудностей для понимания частиц или их взаимодействия с регулярным веществом.
Многообещающей технологией для реализации представлений темной материи является сенсора детектора (Subelectron Noise Skipper CCD прибор), высокочувствительный датчик визуализации в исследовательском центре Snolab в Канаде.
Исследовательская группа, которая анализирует данные, собранные этим детектором, которые назвали «Сенсеем», опубликовала результаты своего первого поиска подрев-темно-темного вещества в Snolab в журнале «Письма по физическому обзору».
«Основной целью нашей недавней работы было поиск частиц темной материи с массой под протоном, которую мы называем« Субгевская темная материя », потому что масса протона составляет около 1 gev», соавтор газеты, сказал Phys.org.
«Результаты, которые мы представили, пришли после нескольких лет усилий, в которых чувствительность их детекторов улучшила чувствительность их детекторов по сравнению с подревами темного вещества и снижает последствия других типов событий, подражает событиям темной материи ( т.е. 'фон «). Полем
Привлечение детектора сенсея в подземный Snolab в Канаде стал давней целью для уксуса и его коллег, поскольку сбор данных в этом месте может позволить им продвигать свой поиск темного вопроса о подревах. Как и другие кандидаты на темную материю, предполагается, что темная материя подэгева слабо взаимодействует с обычной веществом, что затрудняет его распознавание.
«Sensei использует чувствительные к ультрас, зарядные устройства зарядки кремния (CCDS-шкипер), с помощью которых мы можем искать частицы темной материи, которые уменьшают электрон в кремнии»,-сказала Келли Стифтер, соавтор бумаги.
«Такое рассеяние выпустит лишь небольшое количество электронов (приблизительно 1-10) из атомов кремния в одном из пикселей ПЗС-шкипера. Революционный прогресс ПЗС шкипера (по сравнению с обычным ПЗС) произошел в 2017 году и и позволяет ему измерить количество электронов в каждом из миллионов пикселей над устройством.
Через детектор сэнсэя исследователи могут искать темноту субжев о CCDS-чувствительных к ультрасам CCDS. Первый экспериментальный прогон детектора в Snolab и последующий анализ позволил исследователям определить беспрецедентные ограничения на взаимодействие этого кандидата на темную материю с электронами и ядрами.
«В 2018 году мы получили первые результаты поиска с CCD Skipper и несколькими другими в ближайшие несколько лет»,-сказал Хавьер Тиффенберг, соавтор газеты.
«В частности, эти эксперименты проводились вблизи поверхности Земли, которая затоплена космическими лучами, которые могут иногда подражать событиям, которые выглядят как темная материя. Наша бумага PRL показывает первый результат нашего сотрудничества с экспериментом, который работает в Snolab Полем
Фото с внутренними частями детектора сенсея. Кредит: Сенсеем Сотрудничество.
Экспериментальный запуск, который собрал данные, недавно проанализированные исследователями, был проведен в течение 7 месяцев с 2022 по 2023 год.
Чтобы установить новые ограничения на темное вещество подрева, которые взаимодействуют с электронами и семенами, сотрудничество с сенсеем специально измеряло количество событий, воспринимаемых детектором, которые содержат один или несколько электронов.
Откройте для себя более 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org, чтобы поддерживать ежедневные знания на Phys.org. Зарегистрируйтесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления, чтобы прорываться, инновации и исследования, которые являются важными или еженедельными.
«Одна из наших целей для будущей работы-использовать больше CCDS Skipper, чтобы мы могли видеть больше частиц темной материи»,-сказал Шо Умура, соавтор бумаги.
«Теперь мы показали, что мы можем продолжать улучшать ряд ПЗС для шкипера и улучшать их производительность благодаря нашим предыдущим результатам с помощью одного ПЗС с одним шкипером. Размер детектора.
Статья о сотрудничестве с сенсеем может повлиять на будущие усилия по распознаванию темной материи, что может привести к еще более чувствительному поиску частиц субжев темной материи.
Исследователи в настоящее время планируют дополнительно улучшить чувствительность детектора, что может способствовать распознаванию этих сложных частиц, или может позволить им установить свои взаимодействия еще более строгие ограничения с обычным веществом.
«Мы уверены, что сможем еще больше уменьшить фон в наших CCDS Skipper, а также планируем увеличить количество CCDS Skipper, которые мы работаем»,-сказала Ана Ботти, соавтор бумаги. «Оба улучшат чувствительность нашего детектора по сравнению с темной материей».
Основным аспектом исследовательского усилия по снежным вопросам является понимание того, как лучше всего управляются новые высокочувствительные датчики, что максимизирует их потенциал для распознавания сигналов в связи с темной материей. Это связано с тем, что эффекты детектора (например, темные количества или неправильные заряды) могут доминировать в собранных фоновых сигналах без взаимодействующих частиц, пытаясь принимать редкие события, такие как:
«Поскольку CCDS Skipper — это новая технология, для вашего использования нет инструкций по эксплуатации», — добавил Ботти.
«Разработка стратегий снижения этих ставок и снижения их влияния на анализ имела решающее значение для постоянного улучшения результатов сенсея. Мы также рассматриваем возможность разработки новых технологий, которые CCD шкипера для распознавания светового темпа, сходного для повышения чувствительности.
«Стоит отметить, что наша работа в смене позировала нас во главе этой технологической разработки, в результате чего приложения, которые вышли за пределы физики частиц за пределами таких областей, как астрономия и квантовая визуализация».
