Тёмная материя — невидимая субстанция, которая держит галактики вместе, но до сих пор ускользает от прямых наблюдений. Детектор BULLKID-DM спроектирован так, чтобы ловить частицы-кандидаты с массой около 1 ГэВ (примерно как у протона) и очень слабым взаимодействием с обычным веществом — сечение меньше $10^{-40}$ см². Это как пытаться услышать шёпот в шумном городе.
Детектор собран из стопки нарезанных кремниевых пластин — более 2000 кубиков общим весом 800 граммов. Каждый кубик работает как отдельный поглотитель: когда частица тёмной материи сталкивается с ядром кремния, в кристалле выделяется тепло. Это тепло регистрируют сверхчувствительные датчики на основе кинетической индуктивности — они замечают даже ничтожное нагревание в тысячные доли градуса.
Благодаря такой конструкции BULLKID-DM обещает побить чувствительность других будущих экспериментов в поиске лёгких частиц тёмной материи. Если частица действительно пролетит сквозь кремниевый кубик, детектор не просто заметит — он покажет, где именно это случилось, и отсеет ложные срабатывания.
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.13766
BULLKID-DM is an experiment designed for the direct searches of particle dark matter candidates with mass around 1 GeV, or below, and cross-section with nucleons smaller than $$10^{-40}$$ cm$$^2$$. The detector consists of a stack of diced silicon wafers, acting as arrays of particle absorbers, sensed by multiplexed Kinetic Inductance Detectors. The target will amount to 800 g subdivided in more than 2000 silicon dice, with the aim of controlling the background from natural radioactivity by creating a fully active structure and by applying fiducialization techniques. In this work we present the projected sensitivity of BULLKID-DM to light WIMP-like particles considering also the other future experiments in the field.
Чтобы представить сечение $10^{-40}$ см², вообразите мишень размером с атом, которую надо попасть с расстояния в сто миллиардов километров.