Темную материю предложили искать с помощью маятников
Американские физики описали способ детектирования частиц темной материи с помощью массива из большого числа (порядка миллиарда) маленьких маятников с массой от нескольких миллиграмм. По задумке ученых, если охладить и изолировать от излучения такой набор маятников, то по их коллективному отклонению можно увидеть траекторию полета темной частицы и зарегистрировать факт ее присутствия в системе. Исследователи предложили методы борьбы с квантовыми шумами и показали, что таким образом можно детектировать частицы темной материи с массой порядка десятков микрограмм и более. Статья опубликована в журнале Physical Review D.
Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая проявляет себя только в гравитационном взаимодействии. Это означает и то, что она не участвует в электромагнитном взаимодействии, а значит не излучает, из-за чего ее нельзя зафиксировать напрямую (поэтому темная материя и получила такое название). Однако есть множество косвенных доказательств существования этой формой материи: к ним относятся аномально высокие скорости вращения периферических областей галактик, гравитационное линзирование и другие эффекты, которые объясняются существованием во вселенной некой скрытой массы.
Темной материи нет места в общепринятых моделях, описывающих многообразие частиц и взаимодействий в нашем мире, в том числе в Стандартной модели, что указывает на ее неполноту. Но чтобы подтвердить или опровергнуть новые теории, которые пытаются объяснить существование этого скрытого типа материи, физикам необходимо получить представление о ее свойствах, в первую очередь о массе темных частиц. Поэтому так важно прямое экспериментальное обнаружение темной материи: оно позволило бы не только подтвердить ее существование, но и помочь понять ее природу.
Сейчас поиск темных частиц осуществляется в массовом диапазоне от нескольких килоэлектронвольт до сотен гигаэлектронвольт, отчасти, потому что в схожем диапазоне находятся и массы известных нам элементарных частиц и адронов. К примеру, в этом направлении работает один из самых чувствительных детекторов темной материи XENON1T, который недавно зарегистрировал избыток событий с частицами массой порядка нескольких килоэлектронвольт. Принципиально другой подход у экспериментов по поиску темных бозонов во взаимодействии нейтронов и электронов по энергетическим уровням различных изотопов одного атома: в них также находят следы темных частиц с массой порядка десятков мегаэлектронвольт. Однако ранее не проводились попытки напрямую зарегистрировать очень тяжелую частицу темной материи, масса которой позволила бы физикам увидеть последствия ее гравитационного взаимодействия с окружающей материей.
Теперь же Дэниэл Карни (Daniel Carney) из университета Мэриленд предложил детектировать частицы темной материи с массой больше массы Планка (22 микрограмма или 1,22 ? 1019 гигаэлектронвольт в рациональной системе единиц) с помощью массива маленьких маятников. Как показали расчеты Карни и его коллег, для эффективного детектирования частиц темной материи масса груза маятника может варьироваться в диапазоне между микрограммами и граммами, а число маятников в детекторе должно быть порядка миллиарда. Прохождение тяжелой темной частицы через такую систему равномерно расставленных маятников в трехмерной полости детектора должно привести их в коррелированное движение, которое можно выделить из общего шума и фона. По величине отклонения маятника можно также судить и о массе детектируемой частицы.
Сложность таких измерений заключается в крайне малом отклонении маятников, сопоставимым с квантовым шумом, а также характерное время взаимодействия: при средней скорости темной частицы в 220 километров в секунду характерное время взаимодействия не превышает 10-8 секунды. Поэтому в такой системе особо важную роль играет система подавления шума, связанного с квантовыми колебаниями, фоновыми событиями и другими «ошибками» регистрации.
Методы подавления подобного шума авторы проверили при моделировании подобной системы маятников. Они показали, что сочетанием радиационной защиты и понижения температуры вплоть до 10 милликельвин вместе с подбором массы грузов маятников и расстояния между ними можно добиться регистрации до нескольких десятков событий в год. С шумом, который неизменно остается даже после оптимизации детектора, физики предлагают бороться за счет системы фильтрации на основе произвольности данного шума: в отличие от колебаний, рожденных из-за прохождения темной частицы, шум должен быть некоррелированным. Также они оценили потенциальный вклад коррелированного шума и оценили сложность алгоритмов, которые могут быть применены в будущих экспериментах: ученым удалось показать, что измерения достаточно снимать с N2 маятников (в случае если N3 — их общее число).
Авторы также отмечают схожесть возникающих в такой системе маятников квантовых шумов с теми, с которыми успешно борются на детекторе гравитационных волн aLIGO, ссылаясь на успех последнего несмотря на чрезвычайную сложность проводимых на эксперименте измерений. Ученые говорят и об области применимости подобного детектора в рамках современных представлений о темной материи: при такой массе темная частица наверняка не будет элементарной и может представлять собой темное ядро или связанный сгусток темных кварков. Однако при повышении числа маятников в детекторе есть вероятность, что в зону его чувствительности попадут и тяжелые элементарные частицы темной материи в рамках потенциальной теории Великого объединения. Массу темных частиц пытаются ограничить исходя не только из теоретических предсказаний, но и из экспериментальных данных: ранее физики исключили легкие аксионы с массой порядка 10-21 электронвольт из числа кандидатов на темную материю. Про теоретические модели темной материи можно узнать в нашем тесте «Какая ты темная материя?».
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Армия Великобритании набирает кибервоинов

Вас ждет новое инопланетное приключение

Великобритания хочет следить за всеми пользователями

Встреча Магеллана с гигантами Патагонии

Встреча с НЛО вызвала всеобщее любопытство

Гибридные люди будут превосходить настоящих людей

Гигантская гравитационная аномалия в Скандинавии

Доказательство существования инопланетной жизни

Загадка древнего Гёбекли-Тепе

ИИ DeepSeek уличили в передаче данных без шифрования

Инопланетяне уже позвонили домой

Когда кристаллизовалась Луна

Колумбийский пилот запечатлел НЛО

Компания Neuralink уже год управляет людьми

Лазеры раскрывают секреты темной материи

Наблюдения за НЛО вызывают всеобщий ажиотаж

Новые достижения в области ИИ раскроют правду о НЛО

Оружие, поражающее ракеты со скоростью света

Открываем тайны неба с помощью передовых технологий

Поиск конспирологом Миком Уэстом правды

Правда, скрывающаяся за секретами НЛО в Вашингтоне

Секреты, которые хранит прошлое Вашингтона

Сняли динамичный протопланетный диск

Способен ли ИИ разгадать тайну НЛО

Тайны Ньюгрейнджа. Мегалитическая загадка Ирландии

ФБР раскрывает секреты НЛО

ЦРУ готовилось к вторжению инопланетян

Черный треугольный НЛО над Колумбией

Шаманы северных народов России

Шокирующее видео НЛО разжигает ажиотаж

Кодиеум. Как ухаживать в домашних условиях, виды

Боты теперь превосходят людей в кибер-обмане

Впечатляющие наблюдения НЛО в Гуаякиль

Загадочный квадрат на Марсе порождает теории

История о Саммервильском свете

Как раскрыть тайну жизни на Марсе

Корабль-призрак времен ВОВ обнаружен у берегов Бразилии

Может ли искусственный интеллект раскрыть тайны НЛО

Мумии инопланетян из Перу разоблачены

Наблюдение за НЛО поразило зрителей в Гуаякиле

Нейтронные звезды создают огромные магнитные поля

Немецкая уфомания

Новаторские открытия на Марсе шокируют

Подледный океан скрывается на спутнике Урана Ариэле

Полиция обнародовала сообщения о НЛО в Эссексе

Попытки обнаружить инопланетную жизнь на Энцеладе

Прорыв ученых в борьбе с раком

Публикация документа об НЛО изменит все

Раскрытие тайн НЛО с высокотехнологичной точностью

Революция в области НЛО в Нью-Джерси

Свинья родила поросенка-мутанта

Сообщение стюардессы о НЛО вызывало бурю

Средневековое захоронение вампира в Хорватии

Странные встречи с аномальным бигфутом

Таинственное двугорбое существо в озере Лох-Несс

Таинственные отпечатки лап, найденные в Блу-Маунтинс

Тайна НЛО в Нью-Джерси

Удар астероида образовал два огромных каньона на Луне

Феномен НЛО в Японии

Шерифы из Вайоминга видели таинственные НЛО

Является ли Библия руководством по НЛО

Астероид-убийца городов может обрушиться на Землю

Астероиды раскрывают секреты древней Солнечной системы

Все ли мы инопланетяне

Действия министерства обороны США в отношении НЛО

Загадочное свечение над Диснейлендом в Орландо

Заметили астероид, который, возможно, направляется к Земле

Искусственный интеллект раскрывает секреты НЛО

Исследование сфер Дайсона не выявили никаких радиосигналов

Исследования НЛО в Канаде становятся более масштабными

Как Земля-близнец помогла обнаружить Землю

Как смартфоны меняют наши небесные горизонты

Канадцы жаждут узнать правду об НЛО

Квантовую телепортацию применили для вычислений

Космомусор и добыча полезных ископаемых на Луне

Может ли астероид Бенну уничтожить Человечество

Огромная экзопланета обнаружена у маленькой звезды

Пилот запечатлел треугольный летательный аппарат

Почему конспирология так популярна

Революция в исследовании НЛО

Самая большая тайна гелиофизики

Смелый шаг Марко Рубио по раскрытию информации об НЛО

Собственность и суверенитет в космосе

Соленая вода уже была в ранней Солнечной системе

Существуют и другие виды с развитой технологией

Удары метеоритов и марсотрясения

Улучшение исследований НЛО в Канаде

Уфологи сталкиваются с неопределенным будущим

Фильм, который может изменить представление об НЛО

Черный треугольный НЛО пролетел над Колумбией

Что пролетело над Делавэром

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

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика