Científicos rusos, como parte de un equipo internacional, han mejorado los algoritmos de procesamiento de señales del detector en el marco del proyecto internacional DarkSide que ayudará a encontrar misteriosas partículas de materia oscura.
Se trata de una forma de materia que no participa en la interacción electromagnética y, por lo tanto, es inaccesible a la observación directa. Según los científicos, esa sustancia enigmática representa una cuarta parte de toda la masa del Universo y se manifiesta solo en la interacción gravitacional. Los investigadores esperan que la materia oscura esté compuesta de algún tipo de partícula, similar a las partículas elementales en la materia ordinaria.
Para identificar la materia oscura hay que crear un detector especial que, como un telescópico, captará esas partículas difíciles de alcanzar. En el experimento DarkSide-20k, dirigido al desarrollo de tal mecanismo, se unen investigadores de Rusia, Polonia, Francia, Italia, China y Estados Unidos. Aparte de los especialistas de la Universidad Estatal de Bélgorod, los investigadores de otros centros científicos rusos forman parte de DarkSide y participan activamente en el trabajo del equipo.
Recientemente, DarkSide presentó un algoritmo avanzado de procesamiento de señales para el futuro detector DarkSide-20k, basado en un modelo híbrido. Su aplicación produce el mismo resultado final que los modelos anteriores, pero con un conjunto de datos y tiempos de procesamiento más pequeños. Esto permitirá un procesamiento más eficiente de los datos experimentales del detector.
“El resultado principal de la segunda fase del experimento DarkSide-50, que se llevó a cabo desde 2014 hasta 2018, es que el detector no encontró rastros de interacción de materia oscura con materia ordinaria en el rango de 1-10 GeV”, explicó Alexandr Kubankin, profesor del departamento de física teórica y experimental de la Universidad Estatal de Bélgorod.
La sensibilidad de DarkSide-20k, que se encuentra en la fase de construcción, será 2-3 órdenes de magnitud mayor que la de su predecesor. Los científicos creen que esto ayudará a detectar la señal que buscan.
Una de las aplicaciones prácticas de esta investigación básica es el desarrollo de algoritmos de procesamiento de macrodatos, en particular, algoritmos de red neuronal, que se pueden aplicar más ampliamente en otras industrias. Otro posible ámbito de aplicación es la obtención de materiales ultrapuros y el desarrollo de la tecnología de procesamiento correspondiente.
Hoy en día, los científicos de Bélgorod y de la Universidad Estatal de Moscú, en colaboración con el mayor productor de titanio VSPMO-Avisma están desarrollando la tecnología para obtener titanio ultrapuro y lo están probando en producción en serie para futuros experimentos de bajo nivel como DarkSide, incluso dentro de Rusia.
“Hay alrededor de una docena de detectores diferentes de materia oscura en el mundo. Esta es una de las áreas más populares de la ciencia básica, donde hay una carrera por el resultado y una alta competencia”, expuso Andréi Oléinik, investigador de la Universidad Estatal de Bélgorod. Según él, la ventaja de DarkSide es el uso de argón ultrapuro como el material principal del detector y la selección más cuidadosa de los materiales para él.
“DarkSide-20k será uno de los tres detectores más sensibles del mundo.”, agregó.
Ahora, el grupo de Bélgorod en DarkSide se enfrenta al desafío de desarrollar una fuente de neutrones compacta especial que pueda generar un flujo de partículas muy débil, justo por encima del fondo, que es necesario para probar el dispositivo. Además, los científicos rusos en dos o tres años podrán participar en el conjunto de datos en el detector y su gestión operativa.
Sputnik / elcomunista.net
