Ученые предложили ловить частицы темной материи миллиардом микромаятников — Naked Science
5 минут
Сергей Васильев
1

Ученые предложили ловить частицы темной материи миллиардом микромаятников

5.2

Новые эксперименты с использованием миллиарда крошечных маятников или свободно падающих сфер могут принести прорыв в поиске частиц темной материи.

©NASA

По современным представлениям, на долю обычного вещества, из которого сложены все звезды, планеты и тому подобное, приходится менее пяти процентов массы нашей Вселенной. Темной материи она содержит более 20 процентов, хотя мы до сих пор не знаем, из каких частиц она состоит. Эти таинственные частицы невидимы и не вступают с обычными ни в один из видов фундаментальных взаимодействий, кроме гравитационного — слабого и лучше проявляющегося на очень больших масштабах.

Обнаружить частицы темной материи обычно пробуют косвенно, по вторичным частицам, которые могут возникать в редчайших случаях их прямых столкновений с обычными. Однако разные теории предсказывают различные характеристики частиц темной материи и, как следствие, различные результаты столкновений. Для проверки каждой гипотезы приходится проводить отдельные эксперименты, причем ни один из них до сих пор ничего не обнаружил.

Новый, более «универсальный» метод поиска частиц темной материи предложили Дэниел Карни (Daniel Carney) и его коллеги из американского Национального института стандартов и технологий (NIST). В статье, опубликованной в журнале Physical Review D, они описывают схемы экспериментов, которые могут обнаруживать эти частицы напрямую — по их гравитационному влиянию на обычную материю. По расчетам ученых, такие работы позволят охватить возможный диапазон масс от 1/5000 миллиграммов и до нескольких миллиграммов.

Первый вариант подразумевает создание детектора из миллиарда микроскопических маятников, распределенных по объему в кубометр. Такое количество позволит различать колебания, вызванные случайным шумом и вибрациями, от согласованных отклонений маятников, вызванных пролетом частицы темной материи. Такие частицы будут пролетать сквозь детектор, что позволит отличить их от частиц обычного вещества, которые быстро остановятся в нем. Кроме того, систему необходимо экранировать от случайных частиц и охлаждать до криогенных температур для снижения посторонних влияний.

Другой вариант заключается в использовании массива крошечных сфер, подвешенных в вакууме за счет магнитного поля или под давлением лазерного излучения. Отключение поля или лазера заставит их синхронно и свободно падать вниз. Случайное прохождение частицы темной материи приведет к отклонению траектории движения соседних микросфер, что можно будет зафиксировать. По словам ученых, существующие технологии микромеханики — в том числе те, благодаря которым производят некоторые компоненты современных смартфонов — позволяют реализовать подобные эксперименты уже сейчас.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Вчера, 19:26
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

3 часа назад
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

ulogin_facebook_317403562152271
15.10.2020
-
0
+
Надо пропускать тёмную материю через линзу, а остальное как и предлагается.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: