Сегодня 16 июня 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 🔥
Календарь релизов 15–21 июня: Copa City, The Adventures of Elliot и The Last Salvage Squad 5 ч.
В Steam стартовал фестиваль «Играм быть» с демоверсиями тысяч будущих хитов 6 ч.
«Яндекс» намерен научить ИИ считывать эмоции и чувства людей 7 ч.
У Don't Nod большие проблемы — разработчики Life is Strange, Remember Me и Jusant оказались на грани банкротства 8 ч.
Nintendo проговорилась, чего ждать от ремейка легендарной The Legend of Zelda: Ocarina of Time 9 ч.
Спустя два года после релиза Capcom удалит микротранзакции из Dragon’s Dogma 2 и снизит цену игры 10 ч.
В Великобритании полицейского уличили в фальсификации доказательств преступлений с помощью ИИ 16 ч.
«Кто купит Xbox и Game Pass ради Gears?»: инсайдер рассекретил «безумный» бюджет Gears of War: E-Day 16 ч.
Anthropic проведёт переговоры с властями США для разблокировки ИИ-моделей Mythos 5 и Fable 5 16 ч.
В Steam завирусились виртуальные прятки Meccha Chameleon, где можно буквально слиться с окружением 18 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Xiaomi 17 Ultra: человечный камерофон с настоящим зумом 4 ч.
Midea запустила акцию «Сорви летний куш» с розыгрышем поездки в Китай и других призов 8 ч.
Nvidia тоже залезет в долги ради финансирования ИИ — Хуанг готовит облигации на $20 млрд 9 ч.
SpaceX с помощью IPO привлекла $85,7 млрд — сумма выросла на 14 % за счёт «зелёного башмака» 9 ч.
Ирано-американская мирная сделка запустила рост акций Samsung, SK hynix и других IT-компаний из Азии 10 ч.
МТС вложит 1 млрд рублей в модернизацию ядра сети ШПД и установку маршрутизаторов собственной разработки 10 ч.
Индийские клиенты Google Cloud уже неделю мирятся со сбоями сети из-за пожара в ЦОД в Дели 10 ч.
MSI оценила портативную приставку Claw 8 EX AI+ на чипе Arc G3 Extreme в $1799 11 ч.
Google Chromebook исполнилось 15 лет — массовыми хромбуки не стали, но завоевали популярность в образовании 11 ч.
Samsung в следующем году запустит производство 4-нм чипов для мозговых имплантов Neuralink 11 ч.