Сегодня 13 октября 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 🔥
Датамайнер заинтриговал фанатов вырезанным эпилогом Assassin’s Creed Black Flag Resynced, и Ubisoft поспешила заблокировать ролик 2 ч.
Наполеоновские амбиции: критики вынесли вердикт ролевому боевику Valor Mortis от создателей Ghostrunner 4 ч.
Календарь релизов 12–18 октября: Valor Mortis, WH40K: Boltgun 2 и Castlevania: Belmont’s Curse 5 ч.
Хакеры взломали холодильники сотен французских супермаркетов — продукты испортились, часть оборудования сгорела 5 ч.
«Настоящее техническое чудо»: спустя 10 лет после релиза No Man’s Sky выйдет на iPhone и iPad 6 ч.
Бесшовные посадки на планеты в Starfield скоро станут реальностью — моддер сделал невозможное возможным 7 ч.
Необновлённые Windows 10 и 11 могут лишиться обновлений к середине 2027 года 7 ч.
В боевике Phantom Blade Zero предстоит сразиться «как минимум» с 50 боссами, зато поверженные рядовые враги возрождаться не будут 11 ч.
Одна консоль, чтоб править всеми: моддеры реализовали на PS5 поддержку игр с Windows и Xbox 12 ч.
Культовый космический боевик Wing Commander 3: Heart of the Tiger от создателя Star Citizen спустя более 30 лет после релиза получит юбилейный ремастер 14 ч.
Google представила фитнес-браслет Fitbit Edge за $180 со сменной батареей, но без NFC 36 мин.
Новая статья: Обзор игрового ноутбука ASUS ROG Zephyrus Duo GX651AX: функциональность двух лэптопов, мощь десктопа 42 мин.
Intel вырезала из GPU блоки 3D-графики и трассировки лучей ради ИИ — представлен D270 с поддержкой до 480 Гбайт LPDDR5X 53 мин.
Samsung разделит zNAND-память на три типа — для локального ИИ, дата-центров и инференса 2 ч.
Рынок смартфонов откатился к уровню 2012 года — Xiaomi потеряла больше всех, а Apple и Samsung нарастили доли 2 ч.
AMD призвала владельцев Radeon RX 7000 обновить прошивки — подробности об уязвимостях пока держат в секрете 4 ч.
AMD «загнала» ИИ-агентов в стойку Helion 4 ч.
OnePlus представила OnePlus 16 — флагман с дисплеем до 185 Гц, камерой на 200 Мп и чипом Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 6 ч.
CMF представила колонки в форме молочных пакетов — их детали можно напечатать на 3D-принтере 6 ч.
Microsoft представила Maia 300 — 2-нм чиплетный ИИ-ускоритель для снижения зависимости от Nvidia 6 ч.