Физики предложили искать темную материю с помощью алмазов — Naked Science
4 минуты
Сергей Васильев

Физики предложили искать темную материю с помощью алмазов

Совершенные кристаллы алмаза могут стать отличными детекторами для поиска экзотических легких частиц загадочной темной материи.

diamonds0
©Wikipedia

Темная материя остается одной из самых интересных загадок современной физики. С одной стороны, множество астрономических наблюдений указывают на существование невидимых и массивных частиц, которые никак не взаимодействуют с обычной материей, помимо притяжения. На больших масштабах гравитационное влияние темной материи можно оценить довольно точно: ученые составляют карты ее распределения и считают, что именно она играет ключевую роль в эволюции крупных структур, галактик и скоплений.

 

Однако на практике обнаружить прямые свидетельства существования частиц темной материи так и не удается. Предсказываемые самой популярной из теорий тяжелые «вимпы» не находят детекторы ни в космосе, ни на Земле, в том числе в следах столкновений частиц в коллайдерах. Эта проблема заставляет физиков не оставлять альтернативные гипотезы. Одна из них предполагает, что масса частиц темной материи может быть не так велика (вимпы оцениваются в 30-100 гигаэлектронвольт (ГэВ), в десятки раз тяжелее протона) и не достигать 1 ГэВ.

 

Обнаружить такие частицы и должны алмазы — надежду на это дает работа команды физиков из Израиля и США, статья которых опубликована в журнале Physical Review D. Авторы показали, что при прохождении сквозь кристаллическую структуру в редких случаях частицы темной материи должны сталкиваться с ядрами атомов и отдавать им часть энергии. Вызванные этим колебания будут распространяться по решетке, и их волны можно обнаруживать датчиками. Для минимизации собственных колебаний атомов «алмазный детектор» предлагается охлаждать до криогенной температуры — почти до абсолютного нуля. 

 

Стоит сказать, что подобным образом устроены некоторые уже использующиеся детекторы темной материи. Однако до сих пор в них применялись такие кристаллические вещества, как кремний и германий. В сравнении с ними атомы углерода в алмазе намного легче, что и позволяет им служить удобными сенсорами для поиска сравнительно легких частиц. Авторы также отмечают, что современные технологии позволяют получать исключительно совершенные и достаточно крупные алмазные кристаллы и избавляться от примесей редких изотопов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
10 часов назад
5 минут
Денис Гордеев

Объект K2-25b практически полностью состоит из ядра, а его газовая оболочка очень тонкая. Как так получилось — загадка для ученых.

8 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Исследование ученых из США показало, что повышение температуры и накопление парниковых газов повлияли на деревья: они стали быстрее расти и поглощать больше углекислого газа. Специалисты считают, что количество лесов в ближайшие десятилетия будет увеличиваться, но экстремальная экологическая обстановка может нарушить этот процесс.

Вчера, 21:19
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: