Сегодня 02 июля 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 🔥
ФАС пригрозила Apple штрафом в 4 млрд рублей за дискриминацию российских поисковиков 11 ч.
Вышел Chrome 150 — в нём исправили почти 400 уязвимостей, включая 15 критических 11 ч.
«Это больше похоже на шутку»: Sony разочаровала подписчиков анонсом июльской подборки игр PS Plus 11 ч.
Разработчики Subnautica 2 всё-таки получат от Krafton заслуженные денежные бонусы, а старый новый гендиректор опять покидает студию 12 ч.
Samsung закроет свой мессенджер в пользу аналога Google в этом месяце 13 ч.
Издатель Warhammer 40,000: Battlesector спас Warhammer Blood Bowl от неплатёжеспособной Nacon 14 ч.
Австрия призвала Евросоюз привлечь Anthropic на свою территорию после введённых США ограничений на передовые ИИ-модели 14 ч.
«Дело было не в деньгах»: бывший босс PlayStation объяснил, зачем Sony начала выпускать свои эксклюзивы на ПК 15 ч.
Google радикально усложнила разблокировку смартфонов на Android 17 15 ч.
Sony полностью прекратит выпускать диски с играми для PlayStation с января 2028 года 16 ч.
В следующем году Apple обновит линейку планшетов iPad Pro и представит новый MacBook Pro начального уровня 48 мин.
Илону Маску пришлось в очередной раз опровергать наличие у него намерений выпустить смартфон 3 ч.
На Тайване арестовали трёх человек в рамках расследования контрабанды ИИ-серверов Supermicro в Китай 8 ч.
Новая статья: Обзор блока питания Chieftec Stealth (SPX-1000-FC) 8 ч.
Microsoft научит Xbox превращать диски с играми в цифровые лицензии 9 ч.
GeForce RTX 5090D стала первой видеокартой Blackwell, чей GPU покорил 4 ГГц 11 ч.
В Тайване арестованы сотрудники Supermicro по делу о контрабанде чипов Nvidia в Китай 13 ч.
Meta задумала стать облачным провайдером и продавать доступ к своим ИИ-суперкомпьютерам, как AWS и Google Cloud 13 ч.
Acer представила 27-дюймовый геймерский монитор Nitro XV273U F5 с разгоном до 1000 Гц за $700 13 ч.
Сайты OnePlus стали рекламировать смартфоны Oppo вместо своих новинок 14 ч.