Физики обнародовали новые результаты самой масштабной охоты за частицами темной материи
Ученые, которые работают с самым чувствительным в мире детектором темной материи LUX-ZEPLIN, рассказали о первых масштабных результатах работы этой машины. Новые данные хотя и оказались вполне ожидаемыми, но все же вселяют надежду. По мнению исследователей, люди как никогда оказались близки к обнаружению частиц этой загадочной субстанции.
Темная материя — таинственная субстанция, которую никто никогда не видел и не регистрировал. Причина: она мало взаимодействует с обычной материей или светом, поэтому «поймать» ее специальными приборами сложно. Ученые догадываются о ее существовании только по косвенным признакам: благодаря гравитационному воздействию, которое темная материя, вероятно, оказывает на обычную.
Предполагается, что на темную материю приходится 80 процентов всего вещества во Вселенной. Она необходима для объяснения нестыковок в поведении физических тел. В частности, так объясняют проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования.
Многие физики считают, что основу этой загадочной субстанции составляют гипотетические слабо взаимодействующие массивные частицы — вимпы (WIMPs). Эти частицы ученые и пытаются «поймать», причем не одно десятилетие. Поисками вимпов обычно занимаются под землей, где наиболее благоприятные для этого условия, с помощью мощных и дорогих установок — детекторов темной материи.
Обнаружить эту таинственную субстанцию пытались в Китае во время эксперимента PandaX, в центральной части Италии, в глубине горного массива Гран-Сассо, где проходил эксперимент XENON100, и даже на Южном полюсе, где находится нейтринная обсерватория IceCube. Однако ни один из детекторов так и не дал сенсационных результатов.
В 2022 году у людей появился шанс найти темную материю. В бывшем золотом руднике в подземном исследовательском центре Сэнфорда (США), который расположен на глубине 1,5 километра, заработал крупнейший и самый чувствительный в мире детектор вимпов — LUX-ZEPLIN. Установка фиксирует столкновение частиц темной материи с атомами жидкого ксенона (резервуар детектора содержит рекордные семь тонн жидкого ксенона).
Спустя 280 дней работы научного инструмента международная команда физиков представила первые результаты на двух конференциях по физике: TeV Particle Astrophysics в США и LIDINE в Бразилии.
Согласно отчету ученых, LUX-ZEPLIN не обнаружил ни одного кандидата в вимпы с необходимой для них массой выше девяти гигаэлектронвольт. Выводы исследователей хотя и могут показаться разочарованием, но позволили «наложить жесткие ограничения на природу темной материи», сократив диапазон свойств, которыми она может обладать, почти в пять раз. То есть физики стали лучше понимать, каких именно свойств у частиц темной материи нет.
«Если провести житейское сравнение с детекторами, которые люди используют для поиска темной материи, то представьте себе океан, в котором живет волшебная рыбка — вимп. Нам нужно ее найти, но мы понятия не имеем, где искать. Сперва мы зашли в океан нагишом, но ничего не нашли. Затем взяли трубку, плавали снова, на этот раз погрузились на глубину, но и там нас ждало разочарование. Мы вышли из океана, чтобы вернуться в него уже на подводной лодке — с детектором LUX-ZEPLIN, однако и в этот раз ничего путного. Тем не менее такие последовательные исследования позволили нам изучить примерно 75 процентов океана. В следующий раз мы войдем в него с еще более мощной установкой», — пояснил участник проекта LUX-ZEPLIN, физик Чамкаур Гаг (Chamkaur Ghag) из Университетского колледжа Лондона.
Детектор LUX-ZEPLIN продолжит поиски вимпов. Ожидается, что в общей сложности он проработает 1000 дней и закончит свои исследования в 2028 году. Затем его сменит детектор следующего поколения XLZD. Если и он не обнаружит темную материю, вероятно, ученым придется пересмотреть отношение к этой загадочной субстанции.
Впрочем, многие исследователи сомневаются, что темная материя состоит именно из тех частиц, которые ищет LUX-ZEPLIN. Есть и те, кто считают, что она вообще не состоит из частиц, а иные — что темная материя вообще не существует.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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