Ученые создали детектор, способный улавливать следы частиц темной материи

Российские физики под руководством ученого НГТУ им. Алексеева Андрея Панкратова создали проект детектора CASH, способного за год подтвердить или опровергнуть существование аксионов — сверхлёгких частиц тёмной материи. В его основе — квантовые однофотонные детекторы, которые регистрируют мельчайшие вспышки света в сильнейших магнитных полях. Об этом пишет ТАСС. Российские ученые разработали новый метод поиска темной материи — сверхлегких частиц, которые могут скрываться в космосе и влиять на окружающий мир. Для этого исследователи создали специальные чувствительные квантовые датчики, способные фиксировать очень слабые вспышки света, возникающие при превращении этих частиц в фотоны под воздействием сильного магнитного поля.

Этот проект получил название CASH. Он позволит за один год провести масштабные проверки и подтвердить или опровергнуть существование таких частиц в широком диапазоне их характеристик. Благодаря использованию новых квантовых детекторов ученым удастся значительно снизить уровень случайных шумов и ошибок в измерениях, что повысит точность поиска.

Работа прибора основана на том, что при сильном магнитном поле частицы темной материи могут спонтанно превращаться в свет — фотоны. Для улавливания этих вспышек создаются специальные устройства — резонаторы, которые настроены на определенные диапазоны масс этих частиц. В качестве чувствительных элементов используют квантовые детекторы на базе сверхпроводниковых цепочек с разрывами Джозефсона. Эти цепочки позволяют обнаруживать даже один фотон, что очень важно для таких тонких измерений.

По расчетам ученых, такие датчики смогут за год подтвердить или исключить существование гипотетических частиц — аксионов — в диапазоне масс от 38 до 58 микровольт (микроэлектронвольт). Для этого потребуется использовать мощные магниты, похожие по силе на те, что применяются в медицинских МРТ-аппаратах. При этом исследование можно вести не только при наличии магнитного поля, но и без него, что расширяет возможности поиска других форм легкой темной материи, например, так называемых темных фотонов.

Этот подход открывает новые перспективы для изучения тайных компонентов Вселенной и может стать важным шагом к разгадке загадки темной материи — вещества, которое составляет большую часть всей массы во Вселенной, но до сих пор остается недоступным для прямого наблюдения.

Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что китайский астрофизик придумал, как добраться до черной дыры за 70 лет.