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, 20:22
3 минуты
Денис Гордеев

Эта награда вручается за деятельность в области научно-популярной и просветительской литературы.

10 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

9 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Немецкое судостроительное предприятие Pella Sietas, принадлежащее российской «Пелле», заложило линейный дизель-электрический ледокол проекта 21900М2. Его будет эксплуатировать «Росморпорт».

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
7 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

ulogin_facebook_317403562152271
2 недели назад
-
0
+
Надо пропускать тёмную материю через линзу, а остальное как и предлагается.
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: