Гарвардські науковці винайшли інноваційний інструмент для пошуку темної матерії у Всесвіті

Вчені створили новий інструмент для пошуку темної матерії. Він базується на унікальному квазічастинковому явищі, що імітує властивості аксіонів — гіпотетичних частинок, які вважаються одним із головних кандидатів на роль темної матерії. Команда дослідників з Гарварда та Королівського коледжу Лондона вперше в історії створила так звану «динамічну аксіонну квазічастинку» (далі - DAQ — ред.), яка імітує поведінку аксіонів і може стати основою нового типу детектора.

DAQ виявили у матеріалі з хімічних елементів телуриду мангану і вісмуту (MnBi₂Te₄) — кожен з них має незвичні магнітні властивості. Вчені зазначають: нікальність DAQ полягає в тому, що вона здатна до коливань, аналогічних очікуваним від аксіонів, і може резонувати з ними, якщо частоти збігаються. Цю властивість можна використати для пошуку темної матерії: якщо така частинка існує, вона має «відгукнутися» на відповідній частоті, подібно до того, як радіо ловить станцію при точному налаштуванні.

Завдяки магнітному полю частоту DAQ можна змінювати, що дозволяє «прослуховувати» широкий діапазон значень — від кількох до сотень гігагерц. Це дає змогу протестувати ділянки параметрів, які досі були недоступні для традиційних методів пошуку аксіонів.

Хоча темна матерія може складатися й з інших частинок, новий підхід обіцяє суттєвий прорив у дослідженнях. На думку фізика Девіда Марша, науковці знаходяться за 10−20 років від відкриття аксонної темної матерії, якщо вона становить принаймні половину темної матерії у Всесвіті.