UK 
EnglishТипова
Polski🔍 Пряме Виявлення Темної Матерії
WIMP темна матерія розсіюється на ядрах: енергія віддачі E_R = μ²v²(1−cos θ)/m_N. Розподіл Максвела-Больцмана для гало темної матерії.
Про цю симуляцію
Цей симулятор будує диференціальний спектр ядерної віддачі dR/dE_R, який побачив би детектор WIMP, інтегруючи розподіл швидкостей гало Максвела-Больцмана за кінематикою пружного розсіювання WIMP на ядрі. Вибір важчого ядра-мішені, зниження енергетичного порогу або збільшення часу експозиції по-різному змінюють форму синьої кривої сигналу відносно плаского помаранчевого фону — відтворюючи ті самі компроміси, які роблять підземні ксенонові та германієві експерименти.
🔬 Що показано
Спектр віддачі в логарифмічному масштабі, що експоненційно спадає з енергією, пунктирна червона лінія порогу детектора, плаский помаранчевий рівень фону та врізана панель з базовим розподілом швидкостей WIMP Максвела-Больцмана f(v).
🎮 Як користуватися
Регулюйте повзунками масу WIMP m_χ, переріз log σ_n, поріг детектора та експозицію (тонно-роки); перемикайте ядро-мішень між ксеноном, германієм, аргоном і натрієм, щоб побачити, як масштабування A² змінює відношення сигнал/фон S/√B.
💡 Чи знали ви?
Оскільки спін-незалежний переріз масштабується як A² (квадрат атомного числа), заміна натрію (A=23) на ксенон (A=131) підвищує очікувану швидкість подій приблизно у (131/23)² — понад 32 рази, — саме тому ксенон домінує в сьогоднішніх провідних експериментах, таких як XENONnT і LZ.
Часті запитання
Чому переміщення повзунка порогу відсікає частину спектра?
Лише події віддачі вище порогу детектора враховуються як сигнальні — симуляція інтегрує dR/dE_R, починаючи з обраного вами значення в кеВ, тож підвищення порогу відкидає низькоенергетичну область, де легкі WIMP залишають більшу частину своєї енергії віддачі.
Що контролює зведена маса μ?
μ = m_χ·m_N/(m_χ+m_N) визначає як максимальну енергію віддачі E_max = 2μ²v²_max/m_N, так і загальну швидкість подій. Коли m_χ набагато менша за масу ядра, μ насичується поблизу m_χ, тому дуже легким WIMP важко створити виявну віддачу.
Чому перемикання ядра-мішені так сильно змінює криву?
Спін-незалежне розсіювання масштабується як A² (через когерентне підсумовування за всіма нуклонами), тож важчі ядра, як-от ксенон (A=131), дають значно вищі швидкості подій, ніж легші, як-от натрій (A=23) — саме тому крива сигналу в симуляції різко зростає, коли ви обираєте важчу мішень.
Що означає S/√B на панелі статистики?
Це статистична значущість потенційного виявлення — кількість сигнальних подій, поділена на квадратний корінь з кількості фонових подій, — стандартний спосіб, яким фізики елементарних частинок оцінюють, чи є перевищення над плоским фоновим рівнем значущим.
Чому розподіл швидкостей WIMP обрізаний?
Крива Максвела-Больцмана на врізаній панелі поширюється лише до швидкості втечі з Галактики v_esc ≈ 544 км/с — будь-яка частинка темної матерії, швидша за це значення, не була б гравітаційно зв'язана з Чумацьким Шляхом і не входила б до складу локального гало, що проходить крізь Землю.