Эксперимент по поиску частиц темной материи: известны первые результаты
Попытки разглядеть темную материю в космосе иначе, как по ее гравитационному влиянию, пока неизменно терпят неудачу. Это побуждает исследователей вести ее поиски хотя бы в лаборатории — с этой целью команда физиков, возглавляемая доцентом Дэвидом Миллером из Университета Чикаго, создала новое, достаточно революционное устройство для обнаружения таинственной материи и уже готова представить первые результаты.
Обычный подход, применяемый (в том числе и в ЦЕРН) для поиска темной материи, предполагает создание сверхточных детекторов для тщательного сканирования одного небольшого квантового диапазона. Но американские ученые решили применить диаметрально противоположный подход, и, слегка пожертвовав точностью, охватить сразу как можно более широкий спектр вариантов.
«Если привести аналогию с радио, то обычный поиск темной материи подобен попытке найти одну конкретную радиостанцию среди миллиона разных частот. Наш метод подобен тщательному сканированию сразу 100 000 радиостанций, а не нескольких», — прокомментировал Миллер.
Результатом стал Широкополосный отражатель для обнаружения аксионов, или BREAD (Broadband Reflector Experiment for Axion Detection). Выглядит он как большая металлическая трубка, один из концов которой изогнут. Внутри находится датчик, который должен улавливать направляемые к нему фотоны.
Определить среди этих фотонов те, которые являются порождениями распада аксионов (гипотетических частиц, из которых состоит темная материя) — это и есть задача нового прибора. Его тестовая версия достаточно компактная, чтобы поместиться у одного из физиков в руках, хотя в полном масштабе будет включать еще и соответствующий по мощности электромагнит, что позволит многократно увеличить эффективность поиска.
Тем не менее даже без электромагнита устройство показало неплохие результаты и, предварительно, продемонстрировало верность выбранного при его создании принципа. Исследование в лаборатории Чикагского университета длилось почти месяц, и, хотя найти темную материю не удалось, физики смогли выделить «лучшие места для ее поиска».
«Мы очень взволнованы тем, что нам удалось сделать на данный момент. Эта конструкция имеет много практических преимуществ, и мы уже продемонстрировали лучшую на сегодняшний день чувствительность на частоте 11-12 гигагерц», — отметил глава исследовательской группы.
Сейчас BREAD помещен в перепрофилированный магнитно-резонансный томограф в Аргоннской национальной лаборатории и занимается сбором дополнительных данных. Если международное научное сообщество согласится с правильностью выбранного пути для поисков гипотетических аксионов, то устройство может стать родоначальником целого класса подобных приборов.
Тем временем другие исследователи занимаются похожим поиском — но уже не на квантовом уровне, а на галактическом. Команде астрофизиков из Канарского института впервые удалось увидеть и эмпирически зафиксировать непосредственное влияние темной материи на эволюцию галактик. Оказалось, что звездных гигантов с высоким содержанием невидимого вещества можно (и достаточно легко) отличить на вид.
Самое популярное
