Детектор направленной идентификации отдачи по трекам ( DRIFT ) представляет собой проекционную камеру с отрицательными ионами низкого давления (NITPC), предназначенную для обнаружения слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP) — главного кандидата на темную материю . [1]
В настоящее время эксплуатируются два детектора DRIFT. DRIFT-IId, который расположен на глубине 1100 м под землей в подземной лаборатории Боулби на шахте Боулби в Северном Йоркшире , Англия, [2] и DRIFT-IIe, который расположен на поверхности в колледже Оксидентал в Лос-Анджелесе .
Конечная цель сотрудничества DRIFT — разработать и эксплуатировать подземный массив детекторов DRIFT для наблюдения и реконструкции следов ядерной отдачи, вызванных WIMP, с достаточной точностью, чтобы обеспечить сигнатуру гало темной материи .
Во всем мире проводится множество экспериментов, пытающихся обнаружить выделение энергии, которое, как ожидается, произойдет, когда WIMP напрямую сталкивается с атомом обычного вещества. Для обнаружения низкоэнергетического и чрезвычайно редкого взаимодействия, которое, как предсказывают, происходит между WIMP и ядром атома в целевом материале, требуются сверхчувствительные эксперименты. Детекторы DRIFT отличаются от большинства детекторов WIMP тем, что в качестве целевого материала они используют газ низкого давления. Газ низкого давления означает, что взаимодействие внутри детектора вызывает ионизационный след измеримой длины по сравнению с точечными взаимодействиями, наблюдаемыми в детекторах с твердыми или жидкими целевыми материалами. Такие ионизационные следы можно реконструировать в трех измерениях, чтобы определить не только тип вызвавшей его частицы, но и направление, с которого пришла частица. Эта направленная чувствительность имеет потенциал для доказательства существования WIMP по их отчетливой направленной сигнатуре.
Материалом мишени детектора DRIFT является кубическая дрейфовая камера объемом 1 м 3 , заполненная смесью газов сероуглерода (CS 2 ) и тетрафторида углерода (CF 4 ) низкого давления (30 и 10 торр (4,0 и 1,3 кПа ) соответственно). Прогнозируется, что WIMP будут время от времени сталкиваться с ядром атома серы или углерода в газе сероуглерода, вызывая отдачу ядра. Энергичное откатывающееся ядро будет ионизировать частицы газа, создавая путь свободных электронов. Эти свободные электроны легко присоединяются к электроотрицательным молекулам CS 2 , создавая трек CS −
2 ионы. Газовый объем делится пополам катодом при−34 кВ , что создает статическое электрическое поле, которое заставляет эти отрицательные ионы дрейфовать, сохраняя при этом структуру трека, к плоскостям MWPC на двух концах детектора. Добавление 1 торр (130 Па) кислорода к газовой смеси стало ключом к полной фидуциализации чувствительного объема детектора DRIFT.
DRIFT-IId опубликовала пределы, зависящие от спина, в 2012 году. [3]
54°33′12″с.ш. 0°49′28″з.д. / 54,5534°с.ш. 0,8245°з.д. / 54,5534; -0,8245