Темная материя и путь к разгадке тайн Вселенной
Исследователи под руководством Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) разработали прорывную методику, которая может заложить основы для обнаружения "темной материи" во Вселенной и приблизить ученых еще больше к раскрытию тайн космоса.
То, что мы можем видеть на Земле и в космосе — видимая материя, такая как камни и звезды, — составляет лишь малую часть Вселенной, поскольку ученые полагают, что 85% вещества в космосе состоит из невидимой темной материи. Считается, что это таинственное вещество является невидимым клеем, удерживающим галактики вместе. Его обнаружение могло бы помочь нам понять космические явления, которые нельзя объяснить исключительно материей, которую мы видим.
Но доказать существование темной материи - задача из ряда вон выходящая. Как следует из названия, dark matter - это "темная материя", то есть обычно она не излучает и не отражает свет, не несет электрического заряда и крайне слабо взаимодействует с обычной материей, что делает ее необнаружимой с помощью обычных научных приборов.
Темная материя, вероятно, состоит из частиц, и среди гипотетических частиц, предложенных для ее описания, ведущим кандидатом является аксион.
Ученые потратили четыре десятилетия на поиски аксионов. Один из подходов направлен на то, чтобы экспериментально доказать, что существующие в природе частицы, такие как электроны или легкие частицы, могут вести себя подобно теоретическим аксионам. Если ученые смогут наблюдать такое поведение, это повысит вероятность того, что аксионы могут быть реальными. Полученные результаты могут послужить отправной точкой для разработки метода обнаружения реальных аксионов.
Несмотря на то, что поиск аксионов был близок к завершению, результаты остаются неубедительными. Но ученые из Национального университета Сингапура (NTU Singapore) подтвердили, что существующие в природе частицы действительно могут действовать как аксионы.
Эксперименты исследователей показали, что когда легкие частицы, также называемые фотонами, перемещаются внутри специальных кристаллических структур, которые они разработали, фотоны движутся подобно теоретическим аксионам.
"Результаты, полученные с помощью наших новых кристаллических структур, дают нам больше уверенности в том, что однажды мы сможем использовать кристаллы для обнаружения реальных аксионов", - сказал профессор Чжан Бэйл (Zhang Baile) из Школы физико-математических наук (SPMS) НТУ, возглавлявший исследователей.
- А поскольку аксионы являются многообещающими кандидатами на роль темной материи, наши исследования могут заложить основу для разгадки некоторых из величайших тайн Вселенной".
Освещая тьму
Термин "темная материя", введенный в обиход в 1930-х годах, относится к невидимому клею, который, согласно гипотезе, предотвращает распад вращающихся галактик, поскольку видимой материи недостаточно, чтобы объяснить гравитационные силы, удерживающие их вместе. Таким образом, темная материя может быть основой, лежащей в основе Вселенной, что объясняет, как формируются и эволюционируют галактики.
Аксион является основной теоретической частицей, которая, как предполагается, образует темную материю. Его историю можно проследить до физиков Роберто Печчеи и Хелен Куинн, которые в 1977 году предложили концепцию решения головоломки физики элементарных частиц. Позже, в 1978 году, физики Фрэнк Вильчек и Стивен Вайнберг независимо друг от друга пришли к выводу, что эта концепция предполагает существование новой частицы. Вильчек назвал эту частицу аксионом в честь марки стирального порошка, поскольку она "устранила" теоретический беспорядок в физике.
Считается, что аксионы возникли в результате внезапного расширения Вселенной после того, как она была создана в результате космического события, называемого Большим взрывом. Если аксионы являются основными компонентами темной материи, их было бы очень трудно обнаружить.
Тем не менее, теория предсказывает, что реальные аксионы могут превращаться в фотоны в мощном магнитном поле в 10 Тесла, которое в 10 раз сильнее, чем промышленный электромагнит, используемый для подъема автомобилей на свалках металлолома.
Когда аксионы преобразуются в фотоны, частицы света можно обнаружить с помощью традиционного оборудования, чтобы показать, что аксионы существуют. Однако ожидается, что преобразование будет крайне неэффективным, поэтому сигналы от преобразованных фотонов будут слабыми и легко маскируются другими сигналами. До сих пор попытки измерить сигналы преобразованных фотонов не увенчались успехом.
Ученые также пытались применить другой подход к обнаружению аксионов: показать, что существующие в природе частицы, такие как электроны и фотоны, могут имитировать поведение аксионов, а затем использовать полученную информацию для разработки метода обнаружения реальных аксионов.
Исследователи традиционно пытались доказать, что электроны могут действовать подобно аксионам. Но предыдущие исследования показали, что электроны движутся подобно аксионам только в двух измерениях — например, по горизонтали и вертикали, — что недостаточно, поскольку аксионы движутся и существуют в трех измерениях.
Профессор Чжан из NTU привел свою команду к решению этой проблемы, обратившись к фотонам. Ранее его команда работала над слоистыми кристаллическими структурами с магнитными свойствами, которые могут изменять способ перемещения легких частиц и их поведение в них. Ученые пытались использовать эти кристаллы для моделирования экзотических частиц, которые трудно найти в природе. Но в процессе работы ученые поняли, что, возможно, они обнаружили следы неуловимых аксионов.
Рассматривая также прошлые теоретические работы, связывающие аксионы с магнитными полями, ориентированными в противоположных направлениях, исследователи предположили, что фотоны внутри кристалла могут вести себя подобно аксионам, если слои кристалла обладают переменными магнитными свойствами.
Гипотеза была подтверждена в ходе экспериментов, проведенных командой профессора Чжана в сотрудничестве с профессором Чонг Идуном, также из SPMS, и другими учеными.
В своем исследовании ученые использовали тщательно разработанные кристаллические геометрические структуры, изготовленные из искусственного кристалла граната, называемого иттриево-железным гранатом. Этот материал обладает уникальными магнитными и оптическими свойствами и используется в микроволновых устройствах, радиолокационных и телекоммуникационных системах.
В своих экспериментах команда ученых обнаружила, что фотоны перемещаются в одном направлении по трехмерным краям структуры кристалла - например, перемещаются горизонтально, вертикально и вбок — без таких проблем, как рассеяние в обратном направлении. Такое поведение фотонов в кристалле также предсказывается теорией для аксионов.
Чтобы в будущем обнаружить реальные аксионы, ученые могли бы попытаться оптимизировать конструкцию кристаллов и использовать их в экспериментах по обнаружению фотонов, преобразованных из аксионов в экстремальных условиях, таких как сильные магнитные поля. Однако для достижения этой цели потребуются значительные усилия и ресурсы. Команда считает, что их кристаллические структуры могут усиливать слабые сигналы фотонов, преобразованных в аксионы, но для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования.
Профессор Яннис Семертзидис (Yannis Semertzidis) из Корейского передового института науки и технологий в Южной Корее, который не принимал участия в исследовании, проведенном под руководством NTU, сказал, что аксионы являются идеальным, ведущим кандидатом на роль темной материи и, вероятно, вносят значительный вклад в ее формирование.
Профессор Семерцидис, который занимается исследованиями аксионов, сказал, что исследование, проведенное под руководством NTU, является крупным прорывом, и что кристаллические структуры, использованные в исследовании, создают основу для "многообещающей альтернативы" существующим методам поиска аксионов. Он отметил, что кристаллические структуры обладают внутренними магнитными полями, которые "идеально подходят для обнаружения аксионов".
"Ожидается, что в ближайшем будущем эти кристаллические структуры станут практическим инструментом для поиска аксионной темной материи", - добавил профессор Семерцидис.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Агенты-уфологи опасаются, что их уволят из ФБР

Будущее секретного отдела ФБР остается неопределенным

Гёбекли-Тепе - затерянный храм древности

Грань между дипфейком и реальностью стёрта

Даже президенты США не могут разблокировать уфо-файлы

Дух обратился к сталкерам с откровенной фразой

Загадочная Венерианская скрижаль

Зарегистрировано 50 случаев наблюдения НЛО в Висконсине

ИИ OpenAI показал рекорд в 'Последнем экзамене человечества'

ИИ поднимает охоту на НЛО на новую высоту

Имплантат Маска позволяет управлять роботизированной рукой

Канадцы хотят проводить уфо-исследования

Наблюдение НЛО во время шествия в Браге

Неопознанный объект над военной базой вызвал споры об НЛО

НЛО Кэлвина могло быть не более чем оптической иллюзией

Новейшие ИИ нацелены на технологию НЛО

Нью-Джерси может стать лидером в области изучения НЛО

Огромный НЛО замечен в Кембриджшире

Пилот авиакомпании запечатлел черный треугольник

Потрясающие огни в Аргентине вызывают споры об НЛО

Приготовьтесь к межзвездному приключению

Пропитанный мифами странный пляж в Великобритании

Роль квантовой механики в фотосинтезе

Секретный самолет был пойман во время таинственного полета

Станет ли Робби Уильямс уфо-послом Великобритании

Станут ли исследователи НЛО следующими на пути Маска

Тайны ацтеков. Пирамиды, боги и наследие

Устранение пробелов для укрепления национальной безопасности

Уфологи из ФБР опасаются политического давления

Являются ли НЛО новым рубежом для японских законодателей

Грязная камера заднего вида. Решение есть. Моя история установки омывателя в Кох Маркет

Атлантида располагалась на востоке Средиземного моря

Всплывают новые подробности о рабочей группе ФБР по НЛО

Голос дает представление о вашем психическом здоровье

Древняя раса Прямоносых

Загадка алхимической двери Рима

Загадочное послание конспиролога во власти

Захоронение вампира нашли в Хорватии

Землетрясение в Иране и секретное испытание атомной бомбы

Землетрясения на Марсе от метеоритов происходят глубже

ИИ Google будут использовать для оружия или слежки

ИИ и дроны трансформируют исследования инопланетян

Исследования загадочных куполов на Луне

Как различные эмоции воздействуют на наш организм

Калифорнийская волна НЛО захватывает умы

Метод отслеживания таинственных темных экситонов

Можно ли повлиять на продолжительность жизни

Небо от Нью-Джерси до Вирджинии наполнено НЛО

Некоторые из самых необычных встреч с инопланетянами

НЛО вызывают неистовство в небе Аргентины

Откровения об НЛО, прошлые жизни и метафизика

Охотники за НЛО из ФБР опасаются, что Трамп их уволит

Пилот запечатлел треугольный объект в небе Колумбии

Проект НЛО от Netflix выйдет в прокат в 2025 году

Революция в документалистике об НЛО

Ушмаль. Загадки древней цивилизации майя

Чистка Трампа затронет уфологов из ФБР

Что происходит непосредственно перед смертью

Что скрывается за таинственными НЛО в Нью-Джерси

Является ли передовая технология БПЛА современным НЛО

Японское увлечение НЛО

Преимущества обращения в центр реабилитации после инсульта

Белый карлик демонстрирует 19 режимов пульсации

ВМФ США испытывают лазерное оружие

Гравитационные волны - ключ к космической коммуникации

Как улучшить поиск гравитационных волн

Мы на пороге раскрытия секретов НЛО

НЛО замечен во время шествия в честь Святого Винсента

НЛО на Багамах ошеломило экспертов

Оперативная группа ФБР по НЛО выражает обеспокоенность

Описание ночного приземления НЛО в Польше

Особенности атмосферы WASP-121b бросают нашему пониманию

Откровения о тайных операциях правительства США

Охотник на Несси заметил горбатое существо

Первый прямой поиск светлой и темной материи

Пилот снял черный треугольный НЛО

Поиск внеземной жизни начался 30 лет назад

Поклонники НЛО становятся более активными в Японии

Полицейские управления готовятся к встрече с НЛО

Принятие суждений ИИ о моральных решениях

Разоблачения НЛО могут изменить наше представление о небе

Раскрыто существование неофициальной группы ФБР по НЛО

Редкий и загадочный космический взрыв

Секретная группа ФБР по НЛО может быть расформирована

Современные технологии изменяют охоту на НЛО

Странные особенности Марса вызваны гейзерами

Таинственный всплеск наблюдений НЛО в Нью-Джерси

У нового астероида есть шанс столкнуться с Землей

У ФБР есть секретный отдел по борьбе с НЛО

Устройство для обнаружения неуловимой темной материи

Уфологи из ФБР опасаются чисток

Что на самом деле освещает наше небо

Викинги были великанами

Воздушный шар мог бы исследовать Венеру бесконечно

Документы Трампа о НЛО могут изменить все

Загадка полигональной кладки. Стены Винапу

Загадка Сайхуитского монолита

Загадочное видео с НЛО разжигает во всем мире ажиотаж

Идеальный костюм для конспирологов

Искусственный интеллект вреден для окружающей среды

Как управлять космическим аппаратом НАСА

Маск поддержал исследование странной формации на Марсе

Материалы для поддержания жизни нашли на Бенну

Медитация и токсичная культура

Неужели мы на пороге открытия НЛО

Популярные у НЛО находятся в Северной Дакоте

Пора приступить к классификации экзопланетных систем

Посещения сверхсекретной Зоны 51

Потенциал Солнечной системы для возникновения жизни

Правда, стоящая за недавними наблюдениями НЛО

Приземление железного шара в России

Призрак бьёт стаканы в баре графства Саффолк

Проект НЛО от Netflix отправит вас в приключение

Раскрыта тайна НЛО в Ливерпуле

Самовосстанавливающиеся дороги становятся реальностью

Системы ИИ с неприемлемым риском запрещены в ЕС

Смогут ли США быстрее всех добраться до Марса

Странные наблюдения НЛО часто происходят в Гуаякиле

Треугольный НЛО освещает Гуаякиль

Фильм об НЛО, призванный поколебать убеждения зрителей

Человечество, возможно, создало инопланетян

Шокирующее наблюдение НЛО захватило Сакатекас

Где купить Айфон последней модели в Крыму

SPC-ламинат, что это и почему он завоевал популярность

Тренды в дизайне серег в 2025 году

Емкость рынка бьюти-услуг в ЮЗАО

Выбросы из черных дыр помогают им жить

Загадка молота из Айуда

Загадочные распадающиеся экзопланеты

Загадочный город майя в сердце джунглей

Известный астролог сверилась со своими картами

ИИ-модели OpenAI встанут на защиту безопасности США

Кольская сверхглубокая скважина и ее наследие

Майкрософт изучает воздействия ИИ

Наблюдения за НЛО в 2024 году. Новая глава

Насколько хорошо земная жизнь могла бы жить на экзопланетах

Неужели мы на пороге раскрытия НЛО

НЛО обнаружен в Кремниевой долине

Ночь, когда Австрию ошеломил желтый шар

Обнаружение НЛО на Багамах ошеломило экспертов

Огромный инопланетянин привел соцсети в бешенство

Отслеживание темных экситонов во времени и пространстве

Ошеломляющие заявления уфо-информаторов

Первый ИИ-класс без учителей вызвал бурю дискуссий

Потрясающая встреча стюардессы с НЛО над Багамами

Пророчества Гарабандала и их связь с концом Кали-Юга

Пылевые облака над поверхностью Луны очень опасны

Разоблачение феномена НЛО. Правда о недавних наблюдениях

Рассекречены материалы об убийстве Джона Кеннеди

Скрывает ли Трамп секреты НЛО

Тайна НЛО 2024 года, захватывающая Америку

Теории заговора. Розуэлл, Зона 51 и аэропорт Кеннеди

Уфолог раскритиковал руководство шотландского музея

Ученый потратила тысячи долларов на изучение НЛО

Число близнецов растет, несмотря на снижение рождаемости

Экзопланета потенциально способная поддерживать жизнь

Ангелы заглядывают в космические шаттлы

Джо Роган делится теорией заговора об убийстве Кеннеди

Загадочные наблюдения НЛО в Китае

Зеленый берет столкнулся с инопланетянином-богомолом

ИИ революционизирует исследования НЛО

ИИ теперь может воспроизводить сам себя

Крушение НЛО у вашего порога

Наблюдение НЛО ошеломило зрителей в Гуаякиле

Начали добывать кислород и ракетное топливо в космосе

НЛО движутся под водой со скоростью сотен миль в час

НЛО запускают систему предупреждения в самолетах

Новые технологии раскрывают тайну НЛО в Нью-Джерси

Новый астероид оказался родстером Маска

Новый фильм 'Небеса Арктики' обещает вас увлечь

Острова размером с континент, обнаружены внутри Земли

Паруса, которые доставят зонды к Альфе-Центавра

Проскользнуть сквозь щель между Вселенными

Разгадали американскую тайну 400-летней давности

Разгадка тайн НЛО с помощью ИИ-технологий

Рожденная в аквариуме акула ставит экспертов в тупик

Свидетели, файлы и аудиозаписи похищения в Паскагуле

Собирается ли Трамп раскрыть секреты НЛО

Стамбул стал новой точкой притяжения НЛО

Суперземля, на которой может существовать жизнь

Тела инопланетных мумии из Перу на 100% реальны

Технологии преображают наблюдения за НЛО

Треугольный НЛО, замеченный в Гуаякиле

Что на самом деле вызвало уфо-панику в Нью-Джерси

Что на самом деле скрывает правительство США

Экспедиции по поиску бигфута в Британской Колумбии

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика