#аксионы

Космос велик, но не пуст. Практически в каждой его точке можно найти если не пыль, то летящие в разных направлениях элементарные частицы. И чем больше энергия частицы, тем меньшее расстояние она должна пролететь, не потеряв эту энергию.

Японские ученые использовали магнитное поле и атмосферу Земли как гигантский планетарный детектор для поиска аксионов и темных фотонов — сверхлегких частиц темной материи. Исследователи в 100 раз повысили точность измерений и зафиксировали несколько неизвестных сигналов.

Поскольку ученые годами безрезультатно ищут частицы темной материи, многие физики сомневаются, что она вообще состоит из них. Однако одна из таких гипотез неожиданно получила второй шанс: выяснилось, что прежние ограничения на существование гипотетических темных фотонов могли быть слишком строгими.

Ученые до сих пор не уверены, существует ли темная материя, — эксперименты и теории все время сужают зоны поиска, но стопроцентного доказательства у нас нет. При этом именно темная материя может удобно объяснить примерно четверть массы Вселенной.

Астрономы предложили новую гипотезу, способную объяснить странную аномалию в наблюдениях гамма-излучения в Млечном Пути. Но речь не идет об открытии новой формы темной материи, а лишь о еще одной модели в длинном ряду предположений о том, из чего она может состоять и как ведет себя.

Сотрудники Института физики микроструктур РАН (филиал ИПФ РАН) приняли участие в разработке детектора одиночных микроволновых фотонов и провели цикл измерений по исследованию статистики тепловых фотонов в лаборатории «Сверхпроводниковая наноэлектроника» Центра квантовых технологий в НГТУ. Ученым удалось впервые в мире зафиксировать одиночные фотоны в области 14 ГГц, имеющие тепловую природу.

Исследователи из Университета ИТМО совместно с нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком предложили новый способ изучать сверхбыструю динамику намагниченности в магнитных материалах с помощью низкочастотных сигналов. Метод позволит увидеть процессы, труднодоступные для наблюдения другими способами.

Традиционных претендентов на роль частиц темной материи не удается найти даже через десятилетия поисков. Поэтому некоторые ученые считают довольно экзотические гипотетические элементарные частицы — аксионы — одними из главных кандидатов на роль темной материи. Считается, что она составляет большую часть массы во Вселенной и «склеивает» галактики в единую структуру. Недавно исследовательская группа из Калифорнийского университета (США) предположила, что аксионы могут возникать в недрах взрывающихся сверхновых и преобразовываться в гамма-лучи под воздействием магнитных полей родительских звезд.

У современной науки есть огромная проблема — нужно либо найти хоть какие-то частицы темной материи, либо с нуля переписать всю космологию и фундаментальную физику. Вторая опция, конечно, совсем со счетов не сбрасывается, но первый вариант всяко доступнее. Поэтому поиски продолжаются, и наиболее свежие результаты в этой области опубликовали американские астрофизики. Что любопытно, созданный ими детектор если не самый простой и дешевый из придуманных, то уж точно один из.

Вращающиеся нейтронные звезды могут быть «фабриками» по производству аксионов — гипотетических частиц темной материи, если она состоит именно из них. Ученые смоделировали работу такой «фабрики» и проверили расчеты на 27 пульсарах.

Группа ученых из Университета ИТМО описала метаматериал, который может стать платформой для тестирования свойств аксионов — кандидатов на роль частицы темной материи.

Массивные космические тела искажают прямолинейный путь излучения, выступая в роли гравитационных линз. Такое влияние оказывает и темная материя, что позволяет разобраться в ее загадочной природе. Рассмотрев одну из гравитационных линз, астрономы пришли к выводу о том, что темная материя должна состоять из сверхлегких частиц аксионов, а не тяжеловесных вимпов.

Едва заметное излучение межзвездного пространства оказалось сильнее, чем предсказывают расчеты. Возможно, отчасти этот избыток создается аксионами — неуловимыми частицами темной материи.

Ученые НГТУ и ИФМ РАН провели исследования по обнаружению одиночных микроволновых фотонов вплоть до йоктоджоулевого диапазона. Достигнутые скорости ложных срабатываний детектора оказались намного ниже, чем ожидалось из существовавших ранее теорий. Эти результаты демонстрируют интригующие перспективы реализации счетчика одиночных фотонов для поиска аксионов — предполагаемых частиц темной материи.

Астрономы обнаружили поток вещества погибшей галактики, который «бьет в лицо» летящей Солнечной системе — и может дать ключ к загадке темной материи.

Для объяснения некоторых странных явлений физики элементарных частиц было предположено существование частиц-аксионов, однако обнаружить их не удается уже четвертый десяток лет. Возможно, для этого стоит проследить за гравитационными волнами, которые могут разбегаться от быстро вращающихся черных дыр.

Ученым удалось впервые зарегистрировать частицы (аксионы), из которых, вероятно, состоит темная материя. Если открытие подтвердится, то это не только решит проблему неуловимости темной материи, которая не дает покоя ученым уже более 30 лет, но и станет прорывом в нашем понимании Вселенной.