Эксперимент по обнаружению аксионов и темных фотонов принес первые результаты
У современной науки есть огромная проблема — нужно либо найти хоть какие-то частицы темной материи, либо с нуля переписать всю космологию и фундаментальную физику. Вторая опция, конечно, совсем со счетов не сбрасывается, но первый вариант всяко доступнее. Поэтому поиски продолжаются, и наиболее свежие результаты в этой области опубликовали американские астрофизики. Что любопытно, созданный ими детектор если не самый простой и дешевый из придуманных, то уж точно один из.
Устройство под названием Broadband Reflector Experiment for Axion Detection (BREAD, буквально — «ХЛЕБ») разработали специалисты из Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Фермилаб) и Чикагского университета (UChicago). В коллаборацию также входят Аргоннская (ANL), Ливерморская (LLNL) национальные лаборатории, Национальный институт стандартов и технологий (NIST), Центр космических полетов имени Годдарда (GSFC).
Прибор представляет собой металлический цилиндр с параболическим зеркалом внутри, тоже металлическим. Его задача — сфокусировать на детекторе в торце цилиндра фотоны (обычные), возникающие в результате маловероятных, но возможных взаимодействий частиц темной материи с постоянным магнитным полем или стенками самого прибора. Теоретически так должны поступать темные фотоны или аксионы.
Устройство BREAD рассчитано таким образом, чтобы только фотоны определенной энергии имели наибольшие шансы попасть на детектор. Его роль могут сыграть разные чувствительные элементы или приборы — антенна, болометр либо детектор единичных фотонов. Какой из них будет установлен в эксперименте, зависит только от диапазона энергий искомых частиц темной материи. Дизайн установки подразумевает широкие возможности по регулировке рабочего диапазона, это ее сильная сторона.
Опубликованная в рецензируемом журнале Physical Review Letters статья описывает методику и результаты первого из серии запланированных экспериментов. В нем использовали уменьшенную версию BREAD диаметром всего 40 сантиметров.
Установку разместили в экранированном помещении в подвале Чикагского университета. Впервые BREAD работал продолжительное время — данные собирали на протяжении 24 дней. Поскольку охлаждение не применялось, исследователи искали только темные фотоны в диапазоне энергий от 44 до 52 микроэлектронвольт. И, естественно, не нашли.
Обнаружение частиц темной материи на этом этапе работы BREAD было бы огромным сюрпризом для всех. И, скорее всего, послужило бы свидетельством ошибки в устройстве эксперимента.
Пока что собранный американскими физиками прибор лишь доказал свою принципиальную работоспособность и отсутствие темных фотонов в узком диапазоне энергий.
Цель коллаборации BREAD — создание сравнительно дешевого широкополосного детектора частиц темной материи, чего ранее сделать не получалось. Первые настоящие научные результаты от установки можно ожидать в ближайшем будущем, когда 40-сантиметровый цилиндр поместят в модифицированный магнит от магнитно-резонансного томографа и охладят до криогенных температур.
В таком варианте прибор теоретически будет способен улавливать, помимо темных фотонов, аксионы. Если и этот эксперимент пройдет по плану, увеличенную версию BREAD построят в Фермилабе.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии