科学者たちは、2020年代までには、カナダの地下2,000メートルにあるホッケーのパックの形をしたシリコンとゲルマニウムの結晶が、暗黒物質の粒子が衝突したことを示す短時間の微小な振動を示すだろうと期待している。
暗黒物質には大きな問題がある。科学者はマクロスケールでその影響を検出することはできるが、それを構成するとされる仮説上の粒子をこれまで一度も検出できていないのだ。
科学者たちは、その答えはより高感度な実験装置を構築することだと期待しており、スタンフォード大学SLAC国立加速器研究所はまさにその取り組みを開始したばかりだ。3,400万ドルの資金を確保した同研究所は、WIMP（弱い相互作用をする巨大粒子）の検出を試みるための実験装置の建設開始を発表した。
SuperCDMS（極低温暗黒物質探索）と名付けられたこの実験は、カナダのオンタリオ州にある地下2kmのニッケル鉱山跡地、SNOLAB（サドベリーニュートリノ観測所）に設置される予定です。
SNOLABのSuperCDMS。画像：グレッグ・スチュワート/SLAC国立加速器研究所。クリックして拡大
実験を行うため、両研究機関はSNOLABに、それぞれ6つの検出器パックを備えた4つの検出器タワーを建設します。これらは、0.04 K（華氏-459.6度、摂氏約-273度）以下に冷却された極低温チャンバー「SNOBOX」に設置されます。
シリコンゲルマニウム結晶検出器は、飛来するWIMPが衝突した場合にほんの少しだけ振動するように設計されています。
暗黒物質の研究者は信号を得たと考えている
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理論家たちは、衝突によって「電子のペアと電子の欠損（たとえばトランジスタでは、これらは「ホール」と呼ばれます – El Reg）」が生成され、「結晶中を移動し、暗黒物質の衝突からの信号を増幅する追加の原子振動を引き起こす」と予想しています。
SLACの発表で説明されているように、カブリウ素粒子天体物理学・宇宙論研究所（KIPAC）のポール・ブリンク氏によると、プロトタイプ検出器の最近のテストでは、SuperCDMSは「私たちの研究目標を達成するのに十分なほど高いエネルギー分解能と、ノイズの低い検出器電子機器を備えている」ことが示されたという。
研究者らは、SuperCDMS が SLAC の以前の装置である、スーパーではない普通の CDMS よりも 50 倍以上感度が高く、WIMP の少なくともいくつかの特性を検出できる可能性が高くなると期待しています。
特に、KIPACスーパーCDMSの責任者リチャード・パートリッジ氏は、この実験により「陽子質量の数分の1から陽子質量の約10倍までの質量範囲」の比較的軽いWIMPの探索が可能になると述べた。
SuperCDMS は、26 の機関の 111 人の科学者の共同作業です。®
