Прямое наблюдение эффекта Мигдала дало физикам новый инструмент для поиска темной материи
Исследователи впервые получили неопровержимые доказательства квантового феномена, который оставался лишь теоретическим предсказанием почти столетие. Это открытие дало науке принципиально новый инструмент для охоты за частицами темной материи, невидимой для обычных детекторов.
Советский физик Аркадий Мигдал еще в 1939 году предсказал необычное поведение атомов при столкновениях. Ученый рассчитал, что если нейтральная частица резко ударит по атомному ядру, оно сместится, но электронные оболочки не успеют среагировать мгновенно.
Из-за этого рассогласования, похожего на встряску, один из электронов вылетит со своей орбиты, ионизируя атом. Десятилетиями этот процесс существовал только на бумаге, так как заметить одиночный электрон на фоне естественного радиационного шума было технически невозможно.
Параллельно в космологии назревал кризис поиска скрытой массы Вселенной. Астрономы знают, что невидимая темная материя составляет примерно 85% массы космоса, но поймать ее частицы на Земле не удается. Ранее эксперименты были нацелены на поиск тяжелых частиц, так называемых вимпов, но они не дали результатов. Научный интерес сместился в сторону легкой темной материи. Проблема заключалась в том, что легкая частица при ударе об атом почти не передает ему энергии. Датчики просто не видят слабое дрожание ядра, и столкновение остается незамеченным.
Эффект Мигдала решает это противоречие, превращая невидимое в явное. Если гипотетическая частица темной материи выбьет из атома электрон, детекторы смогут засечь именно его энергию, а не слабое смещение ядра. Долгое время физики использовали этот теоретический расчет в своих моделях авансом, не имея прямых доказательств его реальности. Теперь пробел устранен. Результаты работы опубликовали в журнале Nature.
Группа китайских ученых создала уникальную установку, которую назвали «атомной камерой». Это газовый детектор низкого давления, наполненный смесью гелия и специального органического газа. Конструкция прибора позволяет с высокой точностью восстанавливать трехмерные траектории движения заряженных частиц. Чтобы проверить теорию, физики бомбардировали газ нейтронами. Эти нейтральные частицы имитировали поведение темной материи: они сталкивались с ядрами газа, провоцируя предсказанную «встряску».
Задача состояла в поиске иголки в стоге сена. Система проанализировала более 800 тысяч событий в детекторе. Ученые искали специфическую сигнатуру: из одной точки должны были выходить сразу два следа. Один короткий след принадлежал бы тяжелому ядру, отскочившему от удара, а второй — выбитому электрону. Обычные помехи или фоновая радиация не создают такую геометрию.
Авторы исследования выделили шесть событий, которые идеально совпали с предсказаниями Аркадия Мигдала. Статистическая значимость открытия достигла пяти сигм. В физике элементарных частиц такой уровень достоверности означает полноценное открытие, когда вероятность случайной ошибки исключена.
Эксперимент показал, что детектор улавливает почти всю энергию вылетевшего электрона. Это делает методику чувствительной даже к слабым ударам.
Прямое наблюдение эффекта Мигдала переводит поиск темной материи из области теоретических допущений в практическую плоскость. Полученные данные подтвердили, что существующие детекторы можно перенастроить на поиск легких частиц. Это открывает перед физикой новые горизонты в понимании того, из чего на самом деле состоит наша Вселенная.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Значение вилочковой железы (тимуса) для здоровья и долголетия, возможно, сильно недооценивалось. Как показали результаты двух новых исследований, нормально функционирующий во взрослом возрасте тимус — залог здорового старения, долгой жизни и высокой выживаемости при раке.
В популярной литературе сверхмассивные черные дыры чаще всего представляют как разрушители звезд и планет. Авторы новой работы попробовали рассчитать, что на самом деле происходит в окрестностях таких объектов и пришли к противоположному выводу.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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