Вчені представили інноваційний метод виявлення невловимої темної матерії

Фізики створили надчутливі квантові детектори, щоб виявити частинки загадкової темної матерії, яка залишається однією з найбільших загадок сучасної науки. Темна матерія, яка становить близько 85% усієї матерії у Всесвіті, залишається невидимою, оскільки не взаємодіє зі світлом і звичайною матерією.

Нові детектори, розроблені вченими, працюють при наднизьких температурах, охолоджуючи компоненти до тисячної частки градуса вище абсолютного нуля. Це дозволяє створити умови, за яких рух атомів майже припиняється, що робить детектори надзвичайно чутливими.

Сучасна наука має кілька гіпотез щодо природи темної матерії. Одним з кандидатів є аксіон — легка гіпотетична частинка, іншим — вімп, масивніша частинка з дуже слабкою взаємодією. Для виявлення цих частинок вчені створили два різні детектори.

Перший детектор, названий QUEST-DMC, призначений для виявлення зіткнення звичайної матерії з важкими частинками темної матерії — вімпами. У цьому детекторі використовується надплинний гелій-3, охолоджений до квантового стану для досягнення максимальної чутливості.

Другий детектор, QSHS, розроблений для виявлення надзвичайно легких аксіонів, маса яких у мільярди разів легша за атом водню. Аксіони не можна виявити безпосередньо через їхню масу, але фізики вважають, що їх можна знайти за допомогою крихітного електричного сигналу, що виникає внаслідок розпаду аксіонів у магнітному полі. Для цього використовується квантовий підсилювач QSHS.