Темная материя: детектор из археологического свинца расширил границы поиска

Ученые коллаборации RES-NOVA представили результаты поиска неупругой темной материи с большими расщеплениями масс. В работе использовался прототип детектора на основе криогенного калориметра PbWO4, изготовленного из археологического свинца. Измерения проводились в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии.

Общее время экспозиции составило 32.4 г·дней в диапазоне энергий от 2.5 кэВ до 1 МэВ. Модель неупругой темной материи предполагает, что частица при взаимодействии с ядром-мишенью переходит в более тяжелое состояние (расщепление масс). Стандартные детекторы на основе ксенона ограничиваются расщеплениями до 330 кэВ.

RES-NOVA расширил этот предел до 510 кэВ в рамках стандартной модели гало и до 780 кэВ для модели, мотивированной Большим Магеллановым Облаком. Успех стал возможен благодаря использованию тяжелого ядра вольфрама и низкому порогу регистрации.

Работа демонстрирует потенциал детекторов на основе археологического свинца для поиска темной материи в ранее недоступных областях параметров. Дальнейшее увеличение экспозиции позволит исследовать новые регионы пространства параметров.

Темная материя остается одной из главных загадок современной физики. Неупругие сценарии предлагают альтернативу стандартным моделям, но требуют специализированных детекторов с тяжелыми ядрами, как в проекте RES-NOVA.