In het Canadese ondergrondse natuurkundig laboratorium SNOLAB is begonnen met de bouw van de SuperCDMS-installatie, ontworpen om te zoeken naar enorme deeltjes donkere materie. De nieuwe detector kan zoeken naar deeltjes in het voorheen ontoegankelijke bereik van één tot tien protonenmassa's, en de nauwkeurigheid van SuperCDMS is 50 keer hoger dan de nauwkeurigheid van de vorige versie, waardoor het een van de meest gevoelige detectoren is voor het detecteren van donkere materie. Het begin van de bouw van de detector wordt aangekondigd door het persbericht van het National Accelerator Laboratory SLAC, een van de projectpartners.
Donkere materie maakt ongeveer 20 procent uit van de massa van het universum, maar al het bewijs voor het bestaan ervan, zoals rotatiekrommen van sterrenstelsels, gravitatielenzen en het meten van de snelheid van uitdijing van het universum, zijn van nature zwaartekracht. Tegelijkertijd zijn wetenschappers er nog niet in geslaagd om het bestaan van donkere materiedeeltjes rechtstreeks te bevestigen. Toegegeven, in 2010 rapporteerde de CDMS-groep de registratie van één donkere-materiedeeltje, maar de statistische significantie van deze meting was laag, en later werd dit niet bevestigd.
Wetenschappers verliezen de hoop niet en blijven experimentele installaties verbeteren die ontworpen zijn om donkere-materiedeeltjes te registreren. In het bijzonder rapporteert de CDMS-groep over de bouw van een nieuwe detector. Een eerdere versie van de opstelling die ze ontwikkelden, bestond uit 30 halfgeleider-silicium-germaniumdetectoren ter grootte van een hockeypuck, afgekoeld tot een temperatuur van ongeveer 0,6 kelvin, en bevond zich op een diepte van iets minder dan vierhonderd meter in een ondergrondse mijn Sudan in Minnesota National Park om het achtergrondsignaal van neutrino's te verminderen en kosmische deeltjes. Wanneer hypothetische massieve donkere-materiedeeltjes (WIMP's) door zo'n ring vliegen, kunnen ze in botsing komen met de atomen van het kristalrooster en ze laten trillen (dergelijke trillingen worden handig beschreven met behulp van quasideeltjes - fononen); bovendien kunnen ze materie ioniseren,dat wil zeggen, elektronen eruit slaan. Beide effecten zijn gemakkelijk te traceren: het ionisatiesignaal kan worden uitgelezen met versterkers op basis van veldeffecttransistors en fononen kunnen gemakkelijk worden vastgelegd met behulp van supergeleidende randovergangssensoren op basis van supergeleidende kwantuminterferometers (SQUID's). Meer details over dergelijke apparaten zijn te vinden in ons interview met Dmitry Akimov, gewijd aan coherente elastische neutrino-verstrooiing, een proces dat qua aard en complexiteit vergelijkbaar is.gewijd aan coherente elastische neutrino verstrooiing - een proces vergelijkbaar in aard en complexiteit van registratie.gewijd aan coherente elastische neutrino verstrooiing - een proces vergelijkbaar in aard en complexiteit van registratie.
Centraal deel van de SuperCDMS-detector. Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory.
