Сегодня 17 октября 2025
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 🔥
ИИ Meta будет предлагать пользователям отредактировать и опубликовать фото из их галереи 4 мин.
Новая статья: Vampire: The Masquerade — Bloodlines 2 — резус разочаровательный. Рецензия 7 мин.
«Невероятно исторический момент»: в Football Manager 26 впервые для серии появится Чемпионат мира по футболу и другие турниры ФИФА 56 мин.
Судебные документы Sony и Tencent раскрыли, когда выйдет фильм по Horizon Zero Dawn 4 ч.
WhatsApp введёт лимит на безответные сообщения, чтобы бороться со спамом 4 ч.
Apple обвинила Epic Games в новой попытке отвертеться от уплаты комиссий App Store 4 ч.
Фэнтезийный боевик Absolum приглянулся не только критикам, но и игрокам — 200 тысяч проданных копий и 91 % в Steam 4 ч.
«Выбор сделали за меня»: бывший руководитель франшизы Assassin’s Creed объяснил, почему покинул Ubisoft 5 ч.
Хакеры слили данные сотен сотрудников ФБР, Минюста и Министерства внутренней безопасности США 6 ч.
Родители смогут ограничивать общение своих детей с ИИ-персонажами в Instagram 6 ч.
Релиз Kaspersky NGFW 1.1: улучшенная отказоустойчивость, антивирусная проверка архивов и новые аппаратные платформы 30 мин.
Atari представила ретро-консоль Intellivision Spirit c 45 встроенными играми с «возможностью расширения» 2 ч.
Huawei представила смартфон Nova 14 Lite на устаревшем чипе Kirin 8000 и HarmonyOS 5.1 2 ч.
Игровой ноутбук Redmagic Titan 16 Pro 2026 за $4209 получил чип Core Ultra 9 275HX и графику GeForce RTX 5090 3 ч.
Китайцы создали «полароид» для астрономии — он делает мгновенные снимки Вселенной с рекордной точностью 3 ч.
HTC показала доступный геймерский смартфон Wildfire и не только 3 ч.
Представлены первые в мире смартфоны с активным жидкостным кулером и не только — геймерские Redmagic 11 Pro и Pro+ 4 ч.
Poolside и CoreWeave построят в Техасе 2-ГВт кампус ИИ ЦОД, работающий на газе из Пермского бассейна 7 ч.
Apple сама решила обделить зарядными устройствами MacBook Pro в Европе — власти и законы ЕС ни при чём 7 ч.
Meta построит ещё один гигаваттный ИИ ЦОД, на этот раз в Техасе 8 ч.