Темная материя — это невидимая форма ткани, которая составляет, по оценкам, более 85% всей материи во Вселенной. Ее существование предполагается на основе гравитационного воздействия на видимую материю, излучение и крупномасштабную структуру Вселенной. Однако, несмотря на десятилетия поисков, темная материя остается неуловимой. Существуют альтернативные теории, объясняющие наблюдаемые явления без темной ткани, например, гипотеза «исчезающих сингулярностей», но аксионная теория в настоящее время имеет наибольшую поддержку.
«Квантовое радио» может раскрыть тайну темной материи
Международная команда физиков разработала новый метод обнаружения темной материи с помощью квазичастицы, которая может резонировать с гипотетическими частицами аксионами.
scitechdaily.com
Метод обнаружения, подобный настройке радиоприемника, может привести к прорыву в понимании одной из самых больших загадок Вселенной.
Что такое темная материя?
Новый детектор, новый подход
Исследователи под руководством Цю Цзяньсяня создали квазичастицу, которая действует как «искусственный аксион». Новый детектор на основе этой квазичастицы будет «слушать» эманации от гало темной материи вокруг галактик, подобно радиоприемнику, настроенному на определенную частоту. Если темная материя действительно состоит из аксионов, этот метод может наконец позволить ученым ее зарегистрировать.
Аксионы и квазичастицы
Аксионы – это гипотетические элементарные частицы, предложенные в 1980-х годах. Они чрезвычайно легкие и слабо взаимодействуют с обычным веществом, что делает их обнаружение крайне сложным. Квазичастицы, впервые концептуализированные Львом Ландау, не являются самостоятельными частицами, а представляют собой коллективное возбуждение группы частиц, ведущих себя как единое целое.
Команда Цзяньсяня создала квазичастицу из теллуридов марганца и висмута, которая имитирует свойства аксиона.
На пути к открытию
Ученые считают, что терагерцовый диапазон наиболее перспективен для обнаружения аксионов.
По оценкам команды, создание детектора может быть завершено к 2030 году, а первые результаты экспериментов будут получены через три года. Несмотря на то, что существуют потенциальные трудности и неопределенности, исследователи уверены, что этот новый метод может привести к разгадке тайны темной материи в течение следующих 15 лет.