Сегодня 07 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Моддер поразил фанатов демонстрацией кооператива и вида от третьего лица для классического стелс-экшена Metal Gear Solid 47 мин.
Huawei представила ускоренную HarmonyOS 7 с ИИ-агентами, защитой от мошенников и новым интерфейсом 2 ч.
«Погибнут многие храбрые рыцари»: многострадальная MMO по League of Legends превратилась для Riot Games в поход за Святым Граалем 3 ч.
Новый трейлер подтвердил дату выхода Airframe Ultra — ретрофутуристического гоночного боевика, который выглядит как дитя Road Rash и «Акиры» 5 ч.
«Базис» приобрёл 70 % разработчика ИИ-платформы наблюдаемости Proto Observability 6 ч.
Рост облачного рынка России резко замедлился — не хватает «железа» и «дешёвых» денег 7 ч.
Первая за 20 лет новая Onimusha не разочаровала Capcom продажами — миллион копий Onimusha: Way of the Sword за один день 9 ч.
Valheim 2 не будет — разработчики продолжат расширять оригинальную Valheim 9 ч.
Слухи: один из главных эксклюзивов PS2 получит новую жизнь благодаря разработчикам Bulletstorm 11 ч.
В нашумевшем кошачьем роглайке Mewgenics появился официальный перевод на русский язык — новый бесплатный контент и первое дополнение на подходе 12 ч.
Анонсирован флагманский 3-дюймовый планшет Xiaomi Pad 9 Pro Max с чипом Xring O3 и памятью LPDDR6 28 мин.
Анонсированы смарт-часы Huawei Watch 6 и 6 Pro с поддержкой ЭКГ по цене от $417 2 ч.
Xiaomi бросила вызов складному iPhone: представлен широкоформатный Xiaomi 18 Fold с чипом Xring O3, LPDDR6 и 200-Мп камерой 4 ч.
LG представила 14" ноутбук Gram Book AI 2026 с чипом Intel Wildcat Lake и автономностью до 30 часов 4 ч.
Производители памяти не успевают за спросом — зато их выручка взлетела на 60 % во втором квартале 4 ч.
Репортаж со стенда Acer на IFA 2026: гибрид консоли и ноутбука DualPlay Mini, сверхлёгкий Swift, мини-ПК на Nvidia и другие новинки 6 ч.
Перед анонсом складного iPhone Huawei представила трёхстворчатый Mate XT 2 с чипом Kirin 9050 Pro и 10,2" экраном 6 ч.
NVIDIA инвестировала в разработчика оптических коммутаторов iPronics 7 ч.
Huawei представила широкоформатный, но не складной смартфон Pura X View 8 ч.
США обвинили Huawei в 20 годах кражи технологий конкурентов — лучших «промышленных шпионов» премировали 8 ч.