在新研究中，一組研究人員提出了直接探測eV-to-GeV暗物質與電子相互作用的新限制標準，研究人員使用了一種新的原型探測器，該探測器是作為亞電子噪聲探測器- ccd實驗儀器(SENSEI)項目的一部分所開發。由來自幾個機構的研究人員組成，包括費米國家加速器實驗室(費米實驗室)，勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)，石溪大學，特拉維夫大學和俄勒岡大學。目標是尋找質量在1ev到1gev之間的暗物質，也就是說，質量在質子以下的許多數量級。
這可以通過尋找暗物質與電子的相互作用來實現。然而，進行這樣的搜索需要超靈敏探測器，因為當暗物質散射電子時，探測器只產生少量電荷。喚醒使用電荷耦合器件(ccd)，具有超低的讀出噪音，所謂的跳頻ccd。SENSEI使用的Skipper-CCDs是費米實驗室和伯克利實驗室合作研發的一部分。在之前的研究中，讀出噪聲是一個限制因素，因為它限制了CCDs電荷測量的準確性。現在，新傳感器的使用使研究人員能夠精確測量這種電荷，從而能夠在前所未有的水平上尋找暗物質與電子的相互作用。
由研究人員設計的檢測概念，圖片：Abramoff et al
在研究中，一個120英尺長的洞穴位於費米實驗室地面以下350英尺。米諾斯洞穴包含了蘇丹米諾斯探測器的一個小版本，用來測量中微子的性質。參與這項研究的費米實驗室科學家胡安·埃斯特拉達(Juan Estrada)解釋說：我們在費米實驗室的地下米諾斯設備上，用一個0.1克的小型跳頻ccd樣機獲取了幾組數據，這個原型被封裝在一個銅容器中並加以屏蔽。研究人員進行了一系列實驗，首先讀出了CCD的連續累積曝光量為0.177g/d。雖然沒有觀察到涉及三個或更多電子的事件。
但發現一個大的單電子和兩個電子的背景事件率，將這一發現歸因於放大器在跳頻ccd讀出階段產生的假事件。SENSEI的合作還測試了第二種策略，即在關閉所有放大器的同時獲取五組數據，並將Skipper CCD曝光。隨後研究人員通過最好的原型放大器讀出數據。在這種情況下，他們觀察到的單電子事件率幾乎比他們在連續讀出實驗中觀察到的事件率低2個數量級。同樣，也沒有觀察到含有三個或更多電子的事件，每天的暴露量為0.069克。俄勒岡大學(University of Oregon)從事這項研究的教員於天田(Tien-Tien Yu)說：
我們的數據能夠為暗物質設定新的約束條件，包括對質量在500kev到5mev之間暗物質散射電子的最佳約束條件。這些數據是用一個原型探測器拍攝。主要目標之一是提高我們對探測器行為的理解，這樣我們就可以在未來用改進的傳感器收集數據。”使用在研究中收集的數據得出世界領先約束條件，包括暗物質-電子散射(對於500keV和5MeV之間的質量)，以及被電子吸收的暗光子暗物質(對於12.4 eV以下的質量範圍)。這些結果可以增強他們對探測器的理解，並最終為使用更先進的傳感器收集數據提供信息。
參與這項研究的費米實驗室(Fermilab)科學家哈維爾蒂芬伯格(Javier Tiffenberg)說：現在正在採購新的改良過跳頻- ccd，將用它建造一個更大的探測器。在測試了新的傳感器之後，將在費米實驗室和加拿大SNOLAB實驗室獲取新的數據來尋找暗物質。目前，SENSEI合作正在採購約100克新的skipper - ccd和定製電子產品，用於SNOLAB的實驗，該實驗將於今年晚些時候安裝。根據研究人員的預測，這些傳感器將顯著優於現有的傳感器，具有更好的噪聲性能和更低的暗計數率，最終搜索將探測到數量級的新暗物質參數空間
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