Созданы сверхчувствительные детекторы темной материи

Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Low Temperature Physics.

Темная материя составляет примерно 80% всей материи во Вселенной и ее существование подтверждается гравитационными эффектами. Например, скорости звезд, отдаляющихся от центра галактики, уменьшаются медленнее, чем это предсказывает ньютоновская гравитация на основе видимой массы, что указывает на наличие скрытой массы. Несмотря на это, все проведенные эксперименты и наблюдения до сих пор не позволили выявить гипотетические частицы темной материи.

Квантовые детекторы, работающие при очень низких температурах, были созданы для того, чтобы непосредственно наблюдать частицы темной материи в лаборатории. Существуют два потенциальных кандидата на роль темной материи: слабовзаимодействующие частицы и легкие волновые частицы, известные как аксионы.

Частицы с очень слабыми взаимодействиями могут быть обнаружены через их столкновения с обычной материей. Однако возможность идентификации этих столкновений в эксперименте зависит от массы искомой темной материи. Большинство проведенных исследований смогли бы обнаружить частицы темной материи, весом от пяти до 1000 раз больше, чем атом водорода, но более легкие кандидаты на роль темной материи могли остаться незамеченными.

Для обнаружения новых частиц ученые используют детектор из сверхтекучего гелия-3, охлажденный до макроскопического квантового состояния и оснащенный сверхпроводящими квантовыми усилителями. Это обеспечивает высокую чувствительность к столкновениям с темной материей массой от 0,01 до нескольких атомов водорода. В случае, если темная материя состоит из аксионов, ученые используют квантовые усилители для поиска электрического сигнала от распада аксионов в магнитном поле.

Источник и фото - lenta.ru