• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20 января, 10:16
Илья Гриднев
1,8 тыс

Прямое наблюдение эффекта Мигдала дало физикам новый инструмент для поиска темной материи

❋ 5.1

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.

Схема и принцип работы газоразрядного пиксельного детектора. / © Difan Yi et al. / Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09918-8

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
17 февраля, 10:00
ФизТех

Ученые из Института космических исследований РАН и МФТИ раскрыли химический механизм, объясняющий появление молекул воды на поверхностях астероидов.

17 февраля, 15:30
МГППУ

Пластичность мозга — его способность перестраиваться под влиянием приходящей информации. Это свойство необходимо для обучения и адаптации. Пластичность особенно высока в детском и юношеском возрасте, она помогает быстро выучить иностранный язык и освоить сложные моторные навыки (например, фигурное катание). Ресурс пластичности есть и у пожилых людей — благодаря альтернативным нейронным сетям они восстанавливаются после травмы или инсульта. Как выясняется, высокая пластичность это не всегда хорошо. Нарушение тонкого баланса между пластичностью и стабильностью может вести к неприятным последствиям, таким как хроническая боль, тиннитус (звон в ушах) и фобии.

17 февраля, 14:25
Любовь С.

Пройдя перигелий 30 октября 2025 года — ближайшую к Солнцу точку на своей траектории, — 3I/ATLAS буквально взорвалась активностью: объект выбросил мощные потоки воды, монооксида углерода (СО), углекислого газа (СО₂) и органических молекул, превратившись в полноценную комету. Наблюдения с помощью космической обсерватории SPHEREx впервые позволили увидеть, как вещество из другой звездной системы начинает полностью испаряться под Солнцем, раскрывая свой изначальный химический состав.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

12 февраля, 11:41
Александр Березин

На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.

12 февраля, 08:19
Полина Меньшова

«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно