Речь идет о трех кристаллах, которые уже можно производить существующими промышленными методами.
Международная команда с участием физиков Еврейского университета в Иерусалиме, Института физики Хорватии и Университета Л'Акуилы нашла три материала, способных значительно повысить чувствительность детекторов темной материи. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Ученые с помощью квантово-механического моделирования из первых принципов рассчитали, как разные кристаллы реагируют на взаимодействие с легкими частицами темной материи. Лучшими кандидатами оказались диселенид титана, рутенат стронция и алмаз с примесью дырочной проводимости.
Расчеты показали, что детекторы на основе диселенида титана способны повысить чувствительность на два-три порядка по сравнению с материалами, которые сейчас считаются эталонными. У диселенида титана и рутената стронция вдобавок есть направленная чувствительность: сигнал предсказуемо меняется в течение суток из-за вращения Земли, а значит, отклик от темной материи проще отличить от фонового шума.
Действующие детекторы вроде LZ в США уже неплохо ловят относительно тяжелые частицы темной материи: детектор содержит семь тонн жидкого ксенона и способен засечь сигналы, в 50 с лишним раз более слабые, чем улавливали установки предыдущего поколения.
Но у легких частиц темной материи взаимодействие с обычным веществом настолько слабое, что на пределе чувствительности такие детекторы начинают путать искомый сигнал с фоновыми столкновениями солнечных нейтрино — этот эффект физики называют нейтринным туманом. Именно поэтому для легкой темной материи нужны принципиально другие материалы-детекторы, а не просто более крупные версии существующих установок.
Источник: hi-tech.mail.ru