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, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

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: