Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ветер на спутнике Сатурна Титане способен поднимать огромные волны, даже если он очень слабый. Эти волны формируют берега, переносят осадки, перемешивают жидкости и даже влияют на климат луны. Изучая их, планетологи могут понять, как устроены потенциально обитаемые миры за пределами Земли.
Ученые впервые подробно изучили состав самых дальних колец Урана. Выяснилось, что одно из них похоже на ледяное облако пыли, а другое богато органикой. Открытие помогает восстановить историю столкновений спутников и показывает, как именно формируются пылевые системы вокруг планет.
За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.
Что, если развитые цивилизации во Вселенной не исчезают навсегда, а периодически «выключаются», переживая циклы коллапсов и восстановлений? Модель, разработанная авторами нового исследования, показывает, что такая прерывистая жизнь может объяснить космическую тишину — и переосмыслить будущее Земли.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
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