2 ноября 2021

Сибирские ученые выращивают кристаллы для поиска темной материи

ultracity.pro ИНХ СО РАН ultracity.pro

В Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН выращивают кристаллы для множества различных применений. Их можно использовать для разведки нефти и других полезных ископаемых, изучения свойств нейтрино, а также для попытки регистрации частиц темной материи.

Оксидные кристаллы выращивают низкоградиентным методом Чохральского. Технология, начиная от синтеза особо чистых веществ — прекурсоров роста кристаллов, заканчивая обработкой и рециклированием отходов изотопно-обогащенного сырья, осуществляется полностью в ИНХ СО РАН. Для этого в институте разрабатывают и модернизируют ростовое оборудование с автоматическим весовым контролем.

«Кристаллы, которые выращивают в ИНХ СО РАН, обрабатываются и готовятся под задачи заказчика. Они используются в разных направлениях: от космоса до глубин подземелий. В космосе проводятся эксперименты, которые позволяют изучать составы космических лучей. Опыты глубоко под землей, нацеленные на поиск взаимодействий частиц, требуют совершенной радиационной защиты. Кристаллы ИНХ СО РАН позволяют создавать контур такой защиты и регистрировать действительно интересные сигнальные события. Большой спектр применений — и в наземных экспериментах на коллайдерах. Одно из самых ярких и востребованных практических использований — позитронно-эмиссионная томография. Институт длительное время взаимодействует с компанией General Electric, производящей такие устройства»,— отметил министр науки и инновационной политики Новосибирской области кандидат физико-математических наук Алексей Владимирович Васильев.

Преимущество таких монокристаллов в том, что они преобразовывают ионизирующее излучение в свет. Это позволяет регистрировать гамма-, рентген- и прочие лучи, которые сложно выявить другим способом, а также расшифровывать события, о которых эти лучи сообщают.

«С помощью наших кристаллов можно искать полезные ископаемые. Например, нефть прозрачна для гамма-излучения. Также их используют для попытки регистрации частиц темной материи и изучения свойств нейтрино», — рассказал заведующий лабораторией роста кристаллов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Владимир Николаевич Шлегель.

Кристаллы ИНХ СО РАН используются в проекте Korea Invisible Mass Search (Южная Корея) — подземном эксперименте по поиску массивных частиц со слабым взаимодействием, кандидатов в темную материю. Там будет установлено около 300 кристаллов молибдата лития. Также их изготовят для подземной лаборатории в Гран-Сассо (Италия). Туда планируется поставить полторы тысячи кристаллов ИНХ СО РАН общим весом около 500 кг. Подходящие для этих опытов кристаллы молибдата лития на сегодняшний день синтезируются только в Новосибирске.

«Эти подземные заказы тонко настроены на качество кристаллов, и здесь ИНХ СО РАН вне конкуренции», — сказал директор института доктор химических наук Константин Александрович Брылев.