El detector de identificación de retroceso direccional a partir de pistas ( DRIFT ) es una cámara de proyección de tiempo de iones negativos (NITPC) de baja presión diseñada para detectar partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP), un candidato principal a la materia oscura . [1]
Actualmente hay dos detectores DRIFT en funcionamiento. DRIFT-IId, que está ubicado a 1100 m bajo tierra en el Laboratorio Subterráneo Boulby en la Mina Boulby en North Yorkshire , Inglaterra, [2] y DRIFT-IIe, que está ubicado en la superficie en Occidental College en Los Ángeles .
En última instancia, la colaboración DRIFT tiene como objetivo desarrollar y operar una serie subterránea de detectores DRIFT para observar y reconstruir pistas de retroceso nuclear inducidas por WIMP con suficiente precisión para proporcionar una firma del halo de materia oscura .
Existen numerosos experimentos en todo el mundo que intentan detectar la deposición de energía que se espera que ocurra cuando un WIMP choca directamente con un átomo de materia ordinaria. Se requieren experimentos ultrasensibles para detectar la interacción extremadamente rara y de baja energía que se predice que ocurrirá entre un WIMP y el núcleo de un átomo en un material objetivo. Los detectores DRIFT se diferencian de la mayoría de los detectores WIMP en el uso de un gas a baja presión como material objetivo. El gas a baja presión significa que una interacción dentro del detector provoca una pista de ionización de longitud mensurable en comparación con las interacciones puntuales que se observan en los detectores con materiales objetivo sólidos o líquidos. Estas pistas de ionización se pueden reconstruir en tres dimensiones para determinar no sólo el tipo de partícula que las causó, sino también de qué dirección provino. Esta sensibilidad direccional tiene el potencial de probar la existencia de WIMP mediante su firma direccional distintiva.
El material objetivo del detector DRIFT es una cámara de deriva cúbica de 1 m 3 llena con una mezcla de baja presión de gases de disulfuro de carbono (CS 2 ) y tetrafluoruro de carbono (CF 4 ) (30 y 10 torrs (4,0 y 1,3 kPa ), respectivamente). Se predice que los WIMP ocasionalmente chocarán con el núcleo de un átomo de azufre o de carbono en el gas disulfuro de carbono, lo que provocará que el núcleo retroceda. Un núcleo energético en retroceso ionizará las partículas de gas creando un camino de electrones libres. Estos electrones libres se unen fácilmente a las moléculas electronegativas de CS 2 creando una pista de CS. −
2 iones. El volumen de gas se divide por la mitad por un cátodo en−34 kV , que produce un campo eléctrico estático que hace que estos iones negativos se desvíen, manteniendo la estructura de la pista, hacia los planos MWPC en dos extremos del detector. La adición de 1 torr (130 Pa) de oxígeno a la mezcla de gases ha sido la clave para la total fiducialización del volumen sensible del detector DRIFT.
DRIFT-IId publicó límites dependientes del giro en 2012. [3]
54°33′12″N 0°49′28″O / 54,5534°N 0,8245°W / 54,5534; -0.8245