Невидимый массовый поиск в Корее - Википедия - Korea Invisible Mass Search

В Корейский невидимый массовый поиск (КИМС), это южнокорейский эксперимент под руководством Сун Ки Ким, поиск слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs), один из кандидатов в темная материя.[1] В экспериментах используются CsI (Tl ) кристаллы на Подземная лаборатория Янъян (Y2L), в туннелях от существующей подземной электростанции.[2] KIMS поддерживается программой Creative Research Initiative Корейского научно-технического фонда. Это первый физический эксперимент, проведенный и в основном построенный в Корее.[3]

Другие темы исследований включают разработку детекторов для безнейтринный поиск двойного бета-распада и создание алмаза с экстремально низкой температурой калориметр.

История

Эксперимент KIMS был профинансирован в 2000 году для поиска темной материи вимпов. Чтобы избежать затрат на создание нового туннеля для испытаний, гидроаккумулирующая электростанция Янъян, принадлежащая Korea Middleland Power Co. Янъян, Корея использовалась. Строительство было завершено в 2003 году. CsI (Tl) сверкающий Используемый кристалл имеет высокий световой поток и доступен для большой массы. После значительных усилий по первоначальной установке и разработке кристалла, KIMS начал регистрацию данных в 2004 году с одного полноразмерного кристалла весом 6 кг.[2] В 2005-2006 годах для оптимизации поиска WIMP использовалась установка из 4 кристаллов. В 2008 году была завершена сборка из 12 кристаллов массой 103,4 кг, которая проработала до декабря 2012 года для модернизации детектора, заменяющей ФЭУ.

Полученные результаты

Первый поиск поперечного сечения WIMP был опубликован в 2006 году с использованием данных одного кристалла.[4] Новые лимиты были представлены в 2007 и 2012 годах,[5] несовместимы с сообщениями о сигнале DAMA для масс выше 20 ГэВ. При воздействии 24324,3 кг-дней сигналы маломассивных вимпов ниже 20 ГэВ были нежелательны.[6] в 2014.

КОСИНУС

КИМС и DM-Ice группы объединили усилия, чтобы создать новый детектор, состоящий из массива сцинтилляционных кристаллов NaI (Tl), чтобы подтвердить или опровергнуть ДАМА / ВЕСЫ полученные результаты. По состоянию на июль 2016 г., 100 кг КОСИН-100 эксперимент был установлен на Y2L.[7] В сентябре 2016 года начался сбор физических данных.[8] Следующая версия детектора COSINE, COSINE-200, будет построен в лаборатории Йеми в округе Чонсон.

COSINE-100 опубликовал свои первые результаты 5 декабря 2018 года в Природа; они пришли к выводу, что их результат «исключает взаимодействия WIMP с нуклонами как причину ежегодной модуляции, наблюдаемой коллаборацией DAMA».[9] Это отклонение применяется только к WIMP с одной из 18 протестированных масс, демонстрирующих независимые от спина взаимодействия с нуклонами натрия или йода в контексте стандартной модели гало темной материи.

Рекомендации

  1. ^ Журнал Корейского физического общества. Корейское физическое общество. 2005 г.
  2. ^ а б Кивун Чой; Джин Э. Ким; Дончул Сон (12 декабря 2005 г.). Частицы, струны и космология: 11-й Международный симпозиум по частицам, струнам и космологии; ПАСКОС 2005. Springer. С. 75–81. ISBN  978-0-7354-0295-9.
  3. ^ Симметрия: измерения физики элементарных частиц. Национальная ускорительная лаборатория Ферми. 2006 г.
  4. ^ KIMS Collaboration (9 февраля 2006 г.). «Первый предел поперечного сечения WIMP с детектором на кристалле CsI (Tℓ) с низким уровнем фона». Phys. Lett. B. 633 (2–3): 201–208. arXiv:Astro-ph / 0509080. Bibcode:2006ФЛБ..633..201К. Дои:10.1016 / j.physletb.2005.12.035.
  5. ^ Kim, S.C .; и другие. (30 апреля 2012 г.). «Новые ограничения на взаимодействия между слабовзаимодействующими массивными частицами и нуклонами, полученные с помощью кристаллических детекторов CsI (Tl)». Phys. Rev. Lett. 108 (181301): 181301. arXiv:1204.2646. Bibcode:2012ПхРвЛ.108р1301К. Дои:10.1103 / PhysRevLett.108.181301. PMID  22681055.
  6. ^ Lee, H.S .; и другие. (23 сентября 2014 г.). «Поиск маломассивной темной материи с помощью кристаллических детекторов CsI (Tl)». Phys. Ред. D. 90 (52006): 052006. arXiv:1404.3443. Bibcode:2014ПхРвД..90э2006Л. Дои:10.1103 / PhysRevD.90.052006.
  7. ^ Ха, Чан Хён (20 июля 2016 г.). Статус эксперимента COSINE. Идентификация темной материи 2016. Шеффилд.
  8. ^ "COSINE-100 Эксперимент". COSINE-100 Эксперимент с темной материей. Йель. Получено 29 октября 2018. COSINE-100 начал сбор физических данных в сентябре 2016 года, так что ждите наших первых физических результатов!
  9. ^ Коллаборация COSINE-100 (5 декабря 2018 г.). «Эксперимент по поиску взаимодействий темной материи с использованием детекторов йодида натрия». Природа. 564 (7734): 83–86. arXiv:1906.01791. Bibcode:2018Натура.564 ... 83C. Дои:10.1038 / s41586-018-0739-1. PMID  30518890.

внешняя ссылка