Несмотря на наблюдаемые в последние годы проблемы с финансированием новых экспериментальных установок и участием США в крупных международных проектах в области ядерной физики и физики частиц, два федеральных ведомства – отдел физики высоких энергий Министерства энергетики США (Department of Energy’s Office of High Energy Physics) и физическое отделение Национального научного фонда (National Science Foundation’s Physics Division) сообщили о поддержке трех экспериментов «второго поколения» по непосредственной регистрации темной материи.
В одобренной программе выявления неуловимо-загадочной материи эксперимент по Суперкриогенному поиску темной материи (SuperCDMS), который будет направлен на выявление слабовзаимодействующих тяжелых частиц (WIMP) в области энергий до 10 ГеВ, эксперимент под названием LUX-ZEPLIN (LZ), который займется поиском WIMP в более широком диапазоне энергий, и усовершенствованный аксионный эксперимент для регистрации темной материи (Axion Dark Matter Experiment, ADMX-Gen2), цель которого – темные аксионы, предположительно образующие невидимое гало нашей Галактики. «Мы рады анонсировать объединенную программу министерства энергетики и научного фонда, в которую входят эксперименты, чувствительные к частицам темной материи (WIMPs) как с низкой, так и с высокой массой, а также аксионам», говорится в совместном заявлении двух федеральных агентств. Аксион – это гипотетическая составляющая темной материи, наряду с WIMPs.
Эксперименты одобрены в соответствии с рекомендациями Р5, которые были обнародованы в мае этого года. Р5 – это сокращение англоязычного названия Консультативного совета по приоритизации проектов по физике частиц (Particle Physics Project Prioritization Panel). Совет обозначил ряд экспериментов и коллабораций, которым желательно оказать правительственную поддержку в ближайшие пять лет на фоне общего снижения федеральных расходов на физику частиц. В публикации, посвященной новым экспериментам, эксперт портала Physics World Чамкаур Гхаг (Chamkaur Ghag) из Университетского колледжа Лондона (University College London) выделяет особенности и преимущества каждого. В частности, «в то время как SuperCDMS прекрасен при низких массах, LZ обладает беспрецедентной чувствительностью по всей шкале», говорит Гхаг, обращая особое внимание на важность направления поисков темной материи: с тяжелых частиц в сторону более легких, поскольку масса WIMPs в настоящее время неизвестна. Темная материя – это форма материи во Вселенной, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним, что делает невозможным ее прямое наблюдение. Но теоретически темную материю можно обнаружить по создаваемым ею гравитационным эффектам.