Вторая важнейшая задача - устранение фона радиоактивных примесей и космических лучей -решается в три этапа. Прежде всего исследователи отсекают космические лучи, помещая детекторы глубоко под землей и окружая их специальными экранами. Далее они тщательно очищают материал детектора, чтобы свести к минимуму радиоактивные примеси. Наконец, они конструируют специальные приборы, которые выявляют характерные сигналы, отличающие темное вещество от других частиц.
Даже если первые два этапа осуществлены, этого недостаточно. Поэтому в новом поколении детекторов темного вещества используются различные способы защиты от нежелательных воздействий. Первая линия обороны - выявление годичных вариаций сигнала.
Когда в Северном
полушарии лето, поток темного вещества должен быть больше, чем тогда, когда там зима, ибо в первом случае скорость движения Земли по орбите суммируется со скоростью движения Солнечной системы сквозь Галактику, а во втором - вычитается из нее. Величина годичных вариаций может достигать нескольких процентов.
В наиболее передовых проектах применяется дополнительный детектор. Два датчика реагируют на разные виды частиц по-разному. В частности, фоновые частицы создают более интенсивную ионизацию, чем ядра отдачи от соударений с нейтралино. Сочетая два детектора, это различие можно уловить.
Поиски сигналов от темного вещества с использованием одного или нескольких из рассмотренных методов начались в конце 1980-х гг. Пока они не дали результатов, поскольку лишь недавно удалось достигнуть необходимых уровней чувствительности и подавления фона. Сообщение участников DAMA о том, что обнаружены годичные вариации, вызвало недоверие. Дело в том, что в исследованиях не использовалась система из нескольких детекторов для выделения искомого сигнала из фона. Данные других опытов, где такая система применялась, ставят под сомнение результаты эксперимента DAMA. Исследования Edelweiss, ZEPLIN I и CDMS I не подтвердили данные DAMA. Команда CDMS I сообщает, что доверительный уровень в их эксперименте составлял 98%.
Так что результаты DAMA приходится приписывать радиоактивным эффектам. Окончательный вывод о существовании или отсутствии потока нейтралино позволят сделать детекторы следующего поколения. Если ничего не будет обнаружено, от теории суперсимметрии придется отказаться. Однако если удастся зафиксировать сигнал и его достоверность подтвердится, это станет одним из величайших открытий XXI в. Обнаружение 25% Вселенной (всего, кроме темной энергии) будет, несомненно, самым впечатляющим достижением. Если детекторы обнаружат частицы темного вещества, ускорители вроде большого адронного ускорителя ЦЕРНа близ Женевы, возможно, позволят создать их в лаборатории и проводить эксперименты в контролируемых условиях. Подтверждение теории суперсимметрии спровоцирует открытие новых частиц и подкрепит теорию струн, в которой суперсимметрия - неотъемлемая часть. Возможно, скоро будет раскрыта величайшая тайна астрофизики.
|