Сегодня 18 августа 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Российские физики выведут аксионы на чистую воду — за год докажут или опровергнут их связь с тёмной материей

Тёмная материя, составляющая более 80 % всего вещества во Вселенной, остаётся одной из величайших загадок современной физики. Российские учёные предложили новый подход к её обнаружению, сосредоточив внимание на аксионах — гипотетических лёгких частицах, которые считаются главными кандидатами на роль этой неуловимой субстанции.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

В отличие от традиционных методов детектирования элементарных частиц, основанных на усилении слабых сигналов, что неизбежно сопровождается усилением шумов, новый проект предполагает прямой подсчёт одиночных фотонов в радиодиапазоне, которые очень редко, но возникают при движении аксионов в сильном магнитном поле. Это позволяет обойти стандартный квантовый предел (SQL) — неизбежный порог чувствительности детекторов, не позволяющий улавливать сигнал ниже определённого уровня.

Инициаторами проекта стали физики из ведущих российских институтов: МФТИ, НИИЯФ МГУ, ИФМ РАН, а также других учебных учреждений в Москве, Нижнем Новгороде, Саратове, Сарове и Санкт-Петербурге. Ключевой автор — профессор МФТИ Дмитрий Горбунов, чья команда разработала эксперимент под названием «Космологический Аксионный Саровский Галоскоп» (CASH). Этот галоскоп предназначен для обнаружения аксионов в гало тёмной материи нашей галактики. Подробно об эксперименте рассказано в престижном журнале Physical Review D, где подчёркивается потенциал установки для качественного прорыва в поисках тёмной материи. Как отметил Горбунов: «Мы предлагаем не просто улучшить существующие методы, а совершить качественный скачок».

Метод CASH основан на использовании мощного магнитного поля (1,7–10 Тл), в которое помещается резонатор для однофотонной регистрации частиц, рождающихся аксионами. Поскольку из схемы исключён усилитель сигнала, вместе с ним устраняются и создаваемые им шумы, что кратно повышает чувствительность датчиков. В эксперименте CASH-I с фиксированной полостью резонатора аксионы можно будет обнаружить за 12 дней. Для поиска во всём диапазоне вероятных масс (читай — частот), а сегодня никто точно не знает массы этой частицы, потребуется эксперимент CASH-II с перестраиваемым резонатором. В таком случае поиск аксиона займёт примерно год.

 Принципиальная схема однофотонного детектора на основе джозефсоновского перехода — ключевой технологии эксперимента CASH. В рабочем состоянии (синяя линия) детектор находится в сверхпроводящем режиме. Поглощение одного-единственного фотона, рожденного из аксиона темной материи, вызывает скачкообразный переход в резистивное состояние с ненулевым напряжением (красная пунктирная линия), что позволяет надежно зарегистрировать событие. Источник: Physical Review D

Принципиальная схема однофотонного детектора на основе джозефсоновского перехода. В рабочем состоянии (синяя линия) детектор находится в сверхпроводящем режиме. Поглощение одного-единственного фотона, рожденного из аксиона тёмной материи, вызывает скачкообразный переход в резистивное состояние с ненулевым напряжением (красная пунктирная линия), что позволяет надёжно зарегистрировать событие. Источник: Physical Review D

Резонаторная полость настраивается на частоту, соответствующую предполагаемой массе аксиона (от 38 до 54 мкэВ), для резонансного усиления сигнала. Центральный элемент датчика — сверхчувствительный однофотонный детектор на основе джозефсоновского перехода в условиях сверхпроводимости. Такой переход способен регистрировать даже единичный фотон, вызывающий чётко фиксируемый скачок из сверхпроводящего в резистивное состояние. Установка охлаждается до 10–20 мК для подавления теплового шума, что снижает уровень ложных срабатываний до одного на 100 секунд.

Проект CASH позволит заполнить «белые пятна» на карте параметров аксионов, проверить ключевые модели (KSVZ и DFSZ) и, возможно, впервые напрямую обнаружить тёмную материю. Даже в случае отрицательного результата эксперимент установит новые строгие ограничения для теорий фундаментальной физики. По словам Горбунова, «наш детектор настолько чувствителен, что может зарегистрировать рождение одного-единственного фотона из аксиона». Это один из самых точных экспериментов в мире по чувствительности в радиодиапазоне, превосходящий аналоги и открывающий путь к новым открытиям в космологии и физике частиц.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
GOG спасла классическую версию Prince of Persia: The Sands of Time для будущих поколений 25 мин.
Паранормальный боевик Control Resonant ушёл на золото за месяц до релиза, а диски с игрой задержатся 2 ч.
Разработчики амбициозной вампирской ролевой игры The Blood of Dawnwalker снизили системные требования, но есть нюанс 2 ч.
OpenAI представила ChatGPT для подростков — он предназначен для образования и защищён от вредоносного контента 3 ч.
Новый трейлер раскрыл дату выхода Order of the Sinking Star — грандиозной головоломки от автора Braid и The Witness 4 ч.
«Просто закройте глаза!»: новый стрим разработчиков Star Citizen должен был показать игру в лучшем виде, но получилось наоборот 4 ч.
Олдскульный шутер You Are Empty получит переиздание для современных ПК спустя 20 лет после релиза 4 ч.
Суд оштрафовал Google на 3,8 млн рублей за неудаление запрещённой информации 5 ч.
Почти 9 из 10 сайтов уличили в несоблюдении веб-стандартов 5 ч.
Хоррор Remothered: Red Nun’s Legacy получил дату релиза — игра станет финалом для всей серии 6 ч.
Квантовый интернет стал ближе — запутанность фотонов впервые сохранили при передаче по не пойми каким проводам 51 мин.
MSI оценила ноутбук Prestige 14 Flip AI+ Vincent van Gogh Edition с картинами Ван Гога в €2499 2 ч.
Баланс не сходится: у Microsoft насчитали меньше ИИ-чипов, чем должно быть 3 ч.
Sunrun и Voltus превратят домашние аккумуляторы в виртуальную электростанцию для ИИ ЦОД 4 ч.
Обновлённый модульный смартфон Fairphone 6+ получил 12 Гбайт ОЗУ и Snapdragon 7s Gen 4 4 ч.
Кризис на рынке смартфонов обрушил прибыль Xiaomi на 43 %, а продажи электромобилей растут медленно 4 ч.
Be quiet! представила БП Dark Power Pro 14 IO — до 1600 Вт, ATX 3.1 и PCIe 5.1, поддержка интеллектуального управления и цена от $480 4 ч.
SoftBank дала $200 млн на ускорение оснащения экскаваторов автономным ИИ-управлением 5 ч.
Noctua не планирует выпускать системы охлаждения с RGB-подсветкой и встроенными экранами — фокус только на чистой производительности 5 ч.
Модем MediaTek в смартфонах Google Pixel 11 стал быстрее и эффективнее, чем от Samsung 5 ч.