Американські фізики створять унікальний інструмент для дослідження фундаментальних законів Всесвіту

У США зробили важливий крок до запуску одного з найамбітніших експериментів у фізиці. Міністерство енергетики та Fer­mi Nation­al Accel­er­a­tor Lab­o­ra­to­ry (Fer­mi­lab) повідомили про завершення будівництва лазерної лабораторії, яка стане ключовим елементом проєкту MAGIS‑100 — найбільшого у світі вертикального атомного інтерферометра.

MAGIS‑100 має на меті дослідити нову область маси, що може пролити світло на природу темної матерії. Вона становить близько 85% усієї матерії у Всесвіті, але досі не була безпосередньо зафіксована. Експеримент реалізується у співпраці з університетами Стенфорда, Нортвестерна та ще вісьмома науковими інституціями США та Великої Британії.

Інтерферометр розташують у 100‑метровій шахті Fer­mi­lab, яка раніше використовувалася для доступу до підземних експериментів. Комісування системи очікується у 2028 році. Завершення лазерної лабораторії стало першим великим етапом будівництва, після чого розпочалося встановлення експериментального обладнання та тестування компонентів.

Експеримент MAGIS-100 у Fеr­mi­lab

У ході експерименту хмари атомів стронцію, охолоджені до температур нижчих, ніж у космосі, будуть «кидати» у шахту. Лазерні імпульси виконуватимуть роль дзеркал і розщеплювачів променя, розділяючи хмару на дві частини й зводячи їх назад. Будь‑які відхилення проявляться у вигляді інтерференційного малюнка, який можна зафіксувати камерою.

Така точність дозволить виявляти найменші зміни у гравітаційних полях і потенційні взаємодії між звичайною матерією та гіпотетичними частинками темної матерії — аксіонами. Науковці наголошують, що навіть найменші вібрації чи механічні напруження можуть створити шум і спотворити результати, тому всі елементи системи мають бути вирівняні з екстремальною точністю.

MAGIS‑100 стане унікальним інструментом для пошуку ультралегкої темної матерії та може відкрити нові горизонти у розумінні фундаментальних законів фізики.