Темную материю предложили ловить нанопроводами
Физики предложили новый способ детектирования частиц темной материи. Для его реализации необходимо следить за параметрами очень тонких сверхпроводящих проводов, которые в случае взаимодействия с частицей темной энергии могут нагреться достаточно сильно для потери сверхпроводящего состояния. Авторы идеи изготовили прототип, описание проекта изложено в препринте на сервере arXiv.org.
Термином «темная материя» в астрофизике называется несколько несостыковок между наблюдениями и теоретическими оценками. В частности, зависимость скорости движения звезд от расстояния до центров галактик не может быть объяснена с учетом только известных видов вещества и установленных законов физики. Также темной материей пытаются описать свойства гравитационного линзирования на скоплениях галактик, быстрый рост неоднородностей в ранней Вселенной, форму спектра мощности реликтового излучения и некоторые другие явления.
Согласно наиболее распространенному в современной науке взгляду, темная материя — это специфический вид вещества, которое не взаимодействует электромагнитным образом и поэтому не может быть зафиксировано при помощи наблюдений на обычных телескопах. Существуют альтернативные подходы, которые пробуют объяснить те же самые эффекты посредством модификации известных физических законов или введением новых, но они, в отличие от новой формы вещества, не справляются с объяснением всех связываемых с темной материей проблем.
Основным затруднением модели темной материи в виде вещества является неизвестная масса составляющих ее частиц. Диапазон рассматриваемых теоретиками возможностей колоссален: от сверхлегких частиц «размытой» темной материи с массой порядка 10-22 электронвольт до первичных черных дыр с массами в несколько солнечных и более — разброс свыше 60 порядков. Однако наибольшее число работ посвящено разработке модели вимпов — слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP — Weakly Interacting Massive Particle). Эти объекты должны обладать массой порядка массы известных элементарных частиц или в сравнимое количество раз больше, то есть находиться в диапазоне от мегаэлектронвольта до тераэлектронвольта.
Поиску частиц темной материи также посвящено множество работ. Попытками получить подходящие объекты занимаются как на коллайдерах, так и при помощи специальных установок. Однако пока эти поиски не увенчались успехом. В частности, в прошлом году физики отчитались о поисках при помощи детектора XENON1T — искомых событий зафиксировано не было. Отдельные эксперименты, такие как DAMA, улавливают определенный сигнал, но научное сообщество постоянно подвергает сомнению его интерпретацию в качестве надежного свидетельства регистрации частиц темной материи. Также продолжается строительство и планирование еще более крупных и современных детекторов.
Работа сотрудников Еврейского университета в Иерусалиме и Массачусетского технологического института посвящена новому методу обнаружения относительно легких вимпов с массой менее гигаэлектронвольта. Фундаментальный принцип его работы схож с большинством детекторов — заметить прямые соударения частиц темной материи с известными компонентами вещества. Однако, если в большинстве случаев физики пытаются зафиксировать свет, который испускают ядра после получения энергии от вимпа, то в рамках нового подхода предлагается искать повышение температуры, так как соударение приведет к раскачиванию атомов в кристаллической решетке. В качестве своеобразного детектора температуры физики предложили использовать крохотные сверхпроводящие провода: если они будут находиться около критической температуры, то даже небольшой нагрев приведет к выходу из сверхпроводящего состояния части объекта, резкому росту электрического сопротивления и заметному скачку напряжения около одного милливольта продолжительностью от единиц до десятков наносекунд. По подсчетам авторов, такой детектор чувствителен к двум диапазонам масс: от миллиэлектронвольта до электронвольта на основе поглощения частиц, и от килоэлектронвольта до гигаэлектронвольта на основе рассеяния частиц.
Новая идея хороша по нескольким причинам. Во-первых, в ней предлагается объединить рабочее вещество, с которым должны взаимодействовать вимпы, и детектор, который измеряет этот эффект. Во-вторых, такой прибор обладает исключительно низким уровнем шумов, так как работает в квантовом режиме при низких температурах. В-третьих, все компоненты для работы такого устройства можно изготовить уже сегодня, так как технологии однофотонных детекторов на основе сверхпроводящих нанопроводов уже разработаны, хоть и не выпускаются в больших объемах.
Авторы исследования изготовили прототип подобного детектора из проводков силицида вольфрама толщиной 140 нанометров и длиной 400 микрон, функционирующий при температуре несколько милликельвин. В течение эксперимента продолжительностью 10 тысяч секунд установка с массой рабочего тела 4,3 нанограмма никаких скачков напряжения не зафиксировала. Этот результат не только подтверждает работоспособность метода, но и уже устанавливает значимые для науки ограничения. В частности, полученные данные оказались самым строгим полученным в земных лабораториях ограничением на сечение поглощения сверхлегких частиц темной материи с массой менее 1 электронвольта, к которым, например, относится темный фотон. Авторы считают, что подобный детектор с массой около килограмма вполне можно построить в ближайшие несколько лет. Такое устройство сможет конкурировать с крупнейшими современными детекторами по чувствительности.
В связи с отсутствием конкретных результатов прямой регистрации частиц темной материи, в последние годы появляется все больше гипотез, пытающихся объяснить свойства Вселенной иным образом. В частности, одна из моделей предполагает заполнение всего пространства новой субстанцией с отрицательной массой, которая одновременно может объяснить и темную материю, и темную энергию. Другие ученые предложили рассмотреть случай фотона с ненулевой массой — мы подробно обсуждали эту теорию со специалистом по теории поля.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - ...
Последние аномальные новости

Вечная молодость не за горами

Гигантский корабль инопланетян найден на Луне

Загадочные кристаллы обнаружены в желудке тихоходки

Звездолет инопланетян замечен около Солнца

Инопланетяне Землю не посещали

Красное вино поможет долететь до Марса

Мифы и легенды Зоны 51

Найдена двуглавая черепашка

Нечто на чердаке говорило голосом моей мамы

Одержимость Вендиго. Случай с индейцем

Прожившие вместе 71 год супруги умерли в один день

Протонное излучение на Луне значительно увеличилось

Редкая фобия заставила женщину бояться спать

Смогут ли роботы обрести душу

Странный звонок посредине ночи

США проведут полномасштабные испытания боевых роботов

Тайна появления новых технологий у древних людей

Таррар - самый мерзкий обжора

Темных духов изгнали из Конгресса США

Хотите узнать дату своей смерти

Узнать о последних событиях, предстоящих мероприятиях, происшествиях

Дональд Трамп допустил существование инопланетян

Базу инопланетян нашли на Марсе

Без Луны нас всех не было бы

В Зоне 51 хранятся копии Месси и Роналду

В России полно собственных Зон 51

Верный пес 20 месяцев ждет хозяина на месте автокатастрофы

Долгий путь на зону. Фильмы о загадочной Зоне 51

Живых людей использовали в качестве детектора темной материи

Жуткие места Южного Урала

Завершился второй эксперимент имитации полета на Луну

ИГИЛ заподозрили в организации штурма Зоны 51

Из индийца вытащили 33 предмета

Инопланетяне бегут из Зоны 51

Искусственный интеллект создал первую вакцину от гриппа

Конгресс заподозрил Пентагон в создании боевых клещей

На сити-квесте тюменцам расскажут о духе красной башни

Об жутком Момо снимут фильм

Окрестности Геленджика привлекают множеством чудес

Поиск внеземной жизни расширен на гамма-диапазон

После Зоны 51 пользователи решили штурмовать Бермудский треугольник

Почему 1,5 млн человек записались на штурм Зоны 51

Почтовая открытка дошла до адресата спустя 26 лет

Призрак в хостеле Таиланда

Раскрыто происхождение загадочных древних людей

Собаку с женской грудью видели в Мексике

Странная болезнь исказила лицо филиппинца

Теории заговора об Антарктиде

Уфолог прокомментировал планы штурма Зоны 51

Череп инопланетянина нашли астронавты Аполлона 11

Чупакабра из Богородицкого

Чупакабру убили в Смоленской области

Астронавты резвятся на Луне

В бункере управления миром включили печку

Вокруг нашего дома бегали монстры

Вселенная расширяется медленнее, чем считалось

Группу жутких червей сняли в Бразилии

Закулисные кукловоды американской политики

ИИ может собрать кубика Рубика за долю секунды

Кальмара-поросенка нашли в Тихом океане

Миллион человек собрались штурмовать Зону 51

Момент, с которого пошел отсчет Третьей мировой войны

Мужчина застрелен при попытке проникнуть в Зону 51

Наблюдения НЛО стремительно растут

Начали реставрировать саркофаг Тутанхамона

Необычная черта всех радиосигналов пришельцев

Необычный объект на дне Балтийского моря

Новая версия о гибели рейса MH370

О каких болезнях сигнализируют морщины

Пентагон будет защищать Зону 51

Пилотируемая миссия на Марс может состояться в 2033 году

Показали способ чтения мыслей

Поставили под сомнение модели рождения экзопланет

Радиотелескоп поищет экзопланеты с магнитным полем

Стоунхендж построили при помощи свиного жира

Теперь курицу могут создавать из гороха

Уникальные особенности мозга аутистов

Уфолог нашел инопланетные структуры

Шансы на столкновение Земли с астероидом в сентябре

Штурм Зоны 51. ВВС США совсем не смешно

Эксперт рассказал о секретах Зоны 51

Экстрасенс Мэрилин Керро ждет второго ребенка

Военные пригрозили смертью собравшимся атаковать Зону 51

Гигантскую медузу обнаружили у берегов Англии

Десять тайн древних ариев

Жуткая ночь в Десото

Запретная археология Мексики

Звезда YouTube предрекла свою смерть

Звезды встречавшиеся с инопланетянами

Инопланетяне усмирили торнадо

Исчезнувшая колония Роанок

Когда искусственный интеллект научится рассуждать

Корабль для полетов на Марс попытается оторваться от Земли

Мраморная пирамида обнаружена на острове Эгейского моря

Нибиру готова к вторжению на Землю

Охотники за привидениями обосновались в Воронеже

Пентагон советует отказаться от штурма Зоны 51

Почему ученые не могут обнаружить темную материю

Предсказания на 2019 год для России и всего мира

Пророчество Ванги о конце света

Путешественник во времени сознался в обмане

Разряд молнии ударил в НЛО над Эль-Пасо

Роботы заберут в России шесть миллионов рабочих мест

Создали чудо-таблетку для лечения диабета и артрита

Старейшее в мире сообщество паранормальщиков

США захотели вернуться на Луну с помощью России

Тайна появления подземного океана в недрах Земли

Телеведущий назвал сына реинкарнацией принцессы Дианы

Терраформировать Марс предложили теплицами

Уфолог рассекретил местонахождение инопланетян

Фото тени черной дыры ограничила массу темной материи

Шанхайские туннели в Портленде. Мистика и тайны

Адмирал США нашёл подземную цивилизацию

Влияние ведьм и колдунов на мировых лидеров

Вот уже 30 лет никто не может расшифровать послание на скульптуре

Группу Дятлова убили из-за жалобы на начальника лесоучастка

Женщина утверждает, что выглядит моложе благодаря магии

Загадочные колебания в биоразнообразии древних морских животных

Зона 51. Свободу инопланетянам

Инопланетяне совершили аварийную посадку

Искусственному интеллекту доверили ракеты

Мифология Индии под завязку наполнена людоедами и кровопийцами

Над Волгой запечатлён загадочный объект

НЛО над минским микрорайоном Красный Бор

Открыли новую частицу

Пауэрлифтер установил рекорд по жиму лежа

Пиктограмма на зерновом поле в Швейцарии

Почему американцы не вернулись на Луну

Почему у большинства крупных экзопланет отсутствуют луны

Самые странные археологические находки

Секс во сне - признак истощения организма

Цикл Нибиру работает

Когда рассказывать ребенку, что Деда Мороза не существует

А были ли американцы на Луне

Апокалиптические облака над Воронежом

Все на штурм Зоны 51

Жизнь на Марсе. Это будем мы

Загадочный Филадельфийский эксперимент

Инопланетяне снова посетили Ватикан

Легендарные мистические кладбища

Ломаную пирамиду впервые открыли для посетителей

Марсианские дома будущего

Мистика и легенды Московского Кремля

Мистические ритуалы Пуэрто-Рико

Мистические явления, имеющие научное объяснение

На острове Пасхи расположена кнопка Апокалипсиса

НАСА выпустило юбилейное видео с 4000 экзопланет

Неестественно красное солнце взошло над Новосибирском

НЛО пролетел над Новосибирском

Отель с призраками в Техасе

Пришельцы в Новой Англии. Истории очевидцев

Проклятье затонувшего корабля

Сфотографировали квантовую запутанность

Гармоничное воспитание. Как Вам избежать школьных трудностей

Безопасные места на случай зомбиапокалипсиса

Девушка предсказала свою смерть в пожаре

ИИ начал понимать языки лучше человека

ИИ обучили распознавать эмоции по походке

Искусственное мясо вскоре вытеснит настоящее

К чему снятся умершие родственники

Муж изгнал из жены нечистую силу

НАСА удалило все данные об инопланетянах на Луне

НЛО в небе над Гродно

Открыли опасный астероид-невидимку

Подробности обнаружения Балтийской аномалии

Пользователей призвали штурмовать Зону 51

Пророчества Нострадамуса. Россию ждут кардинальные перемены

Разоблачена тайна дольменов

Родился ребенок с черным пятном на все лицо

Россиянин прожил 60 лет почти без мозгов

Странные вещи происходят по ночам над Бразилией

Тамбов посетила Служба охотников за ведьмами

Убитая под Полтавой чупакабра оказалась лисой

Холод в Европе вызывает вихревая воронка в ядре Земли

Артефакты инопланетян нашли на Марсе

Военная геофизика и тектоническое оружие

Возле экзопланеты обнаружили протолунный диск

Девочка с головой набок

Загадочные сигналы из космоса

ИИ обыграл всех лучших игроков в покер

Инопланетяне контролируют наводнение в Индии

Инопланетяне сорвали запуск европейской Веги

Модель Стоунхенджа показала, как звучал древний памятник

Найден опровергающий законы физики объект

Никола Тесла. Самые удивительные изобретения великого гения

НЛО едва не столкнулся с самолетом над Челябинском

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика