» » Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Физики разработали методику для окончательного обнаружения темной материи

Нашу Вселенную формирует нечто, что мы c вами не можем непосредственно наблюдать. Эта таинственная субстанция, называемая темной материей, заполняет 85% Вселенной и ответственна за ее структуру и расположение галактик и звезд. Так как темная материя не взаимодействует со светом, но имеет вес, измерить ее можно только косвенно – темная материя искривляет свет звезд из-за гравитационного эффекта, подобно тому, как стекло преломляет свет. Стоит ли удивляться, что эта таинственная субстанция десятилетиями ставила ученых в тупик. Но наука не стоит на месте и последние исследования в области квантовых технологий могут оказаться жизненно важным звеном в разгадке тайны темной материи. Недавно коллаборация исследователей из США разработала новые устройства, использующие квантовые вычислительные биты, способные обнаруживать слабые сигналы от любой из субатомных частиц. Новый метод, как полагают физики, позволит искать доказательства существования темной материи в 1000 раз быстрее, чем когда-либо.

 


Удивительные открытия

Пока марсоходы летают по Красной планете, мир физики буквально сотрясают научные открытия. Недавно исследователи из Fermilab сообщили об открытии, результаты которого расходятся со Стандартной моделью – теоретической конструкцией, которая описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Согласно полученным результатам, мюоны – их обнаружили в космических лучах – при прохождении через магнитное поле отклоняются, что противоречит теории и может быть признаком существования неизвестной науке силы природы.

В то же самое время ученые из Budapest-Marseille-Wuppertal Collaboration применили новый метод расчета взаимодействия мюонов с магнитными полями. Их результаты, как это ни странно, подтвердили незыблемость Стандартной модели и если окажутся верны, то никакого расхождения между теорией и экспериментом нет, а значит нет и новой силы природы.

Важно отметить, что описанные выше исследования – далеко не единственные в этой области. Так, ранее полученные результаты на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН также свидетельствуют о возможном существовании новой физики, а датские ученые недавно и вовсе поставили под сомнение существование темной энергии – силы, которая, как считается, ответственна за расширение Вселенной.

Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Эксперименты в ЦЕРН на Большом адронном коллайдере также свидетельствуют (если верны), о наличии «новой физики».

Сегодня сами физики не могут сказать что-то определенное (особенно о крахе Стандартной модели), так как все полученные результаты необходимо будет перепроверить. Этот процесс, по мнению ученых, может занять год или полтора. Как сообщил физик Андрей Голутвин, работающий на Большом адронном коллайдере, в интервью Тасс.Наука, "за это время существование "новой физики” или подтвердят, или опровергнут”.

Ну а пока ученые трудятся над проверкой результатов, физики из Чикагского университета, похоже, нащупали ключ к разгадке тайны темной материи, который – и это самое интересное – связан с результатами, полученными в Fermilab.

Как обнаружить темную материю?

Прямое обнаружение частиц темной материи ускользало от ученых на протяжении десятилетий, но отнюдь не из-за недостатка попыток. Эксперименты на Земле были направлены на поиск странного вещества с помощью БАК, но космос, похоже, проводит свои собственные эксперименты – астрономы (при условии что они знают где искать) уже сегодня могут обнаружить сигнатуру темной материи. Сделать это можно с помощью необычного рентгеновского излучения от галактик (когда частицы темной материи распадаются), странных вспышек света или рентгеновских лучей вблизи нейтронных звезд (когда частицы темной материи превращаются в фотоны в их мощных магнитных полях). Но есть и другой способ.

Его недавно продемонстрировала команда исследователей из Чикагского университета и Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США, разработав новые устройства, способные обнаруживать слабые сигналы от любой из субатомных частиц – «аксиона» и «скрытого фотона» — считалось, что они взаимодействуют с фотонами или частицами света в видимой повседневной Вселенной.

Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Новый метод позволит ученым искать доказательства существования темной материи в 1000 раз быстрее, чем когда-либо.

Теоретическое существование аксионов было предложено более 30 лет назад, вот только обнаружить их экспериментальным путем не удалось. Новая техника, по мнению ученых, способна радикально продвинуть научные исследования в области изучения темной материи. Ознакомиться с текстом исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters можно здесь.

«Мы знаем, что вокруг нас существует огромное количество массы, которая не состоит из того же материала, что и мы с вами», – сказал Аарон Чоу, физик из Fermilab и соавтор нового исследования в интервью New Atlas. «Природа темной материи – это действительно непреодолимая тайна, которую многие из нас пытаются разгадать.»

Кубиты и темная материя

Необходимо отметить, что в последнее десятилетие ученые улучшили способность использовать свойства квантовой механики, которые управляют странным поведением частиц в мельчайших масштабах Вселенной. Достижения в этой области позволили создать такую технологию, как «кубит» или бит квантовых вычислений. Кубиты невыразимо чувствительны к малейшим нарушениям в окружающей среде. И это (как вы уже могли догадаться) именно то, что нужно физикам для обнаружения темной материи.

Физики изобрели способ обнаружить темную материю

Кубит (маленький прямоугольник) устанавливается на сапфировую подложку, которая располагается на кончике пальца. Ученые использовали кубит, подобный этому, чтобы разработать методику, которая ускорит поиск аксионной темной материи и скрытых фотонов.

Новая методика использует кубиты для обнаружения фотонов, генерируемых при воздействии частиц темной материи на электромагнитное поле. Специальное устройство, так называемый сверхпроводящий резонатор, предлагает способ создания и хранения сигнального фотона: как только фотон оказывается там, в полость вставляется кубит, собирающий о нем данные. Этот метод, вероятнее всего, поможет обнаружить темную материю, поскольку любую невидимую частицу, которая преобразуется в фотоны, можно будет увидеть. Так что нам с вами снова остается ждать, но только на этот раз в предвкушении.

22 апрель 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

У Вселенной может быть пятое измерение

Физики полагают, что новая гипотетическая частица может дать объяснение темной материи, которую никогда не наблюдали напрямую и которая, как считается, составляет большую часть массы Вселенной ??

Предлагаемый детектор темной материи наблюдает за колебаниями миллиарда крошечных маятников

Несмотря на то, что ученые охотились за темной материей в течение десятилетий, до сих по

Чего мы до сих пор не знаем о темной материи?

Вселенная странная. Понять что в ней происходит очень и очень сложно, однако ученые не оставляют попыток. Один из двух способов узнать, что лежит за пределами Земли, является взгляд на свет,

Правда ли, что ученые обнаружили частицу, связанную с темной материей?

Физики говорят, что нашли доказательства существования неуловимой элементарной частицы аксион, которая может входить в состав загадочной темной материи. Исследовательский проект по изучению темной

NASA обнаружило необычное скопление темной материи

Темная материя — загадочная субстанция, не дающая покоя ученым уже несколько десятилетий. Используя космический телескоп НАСА «Хаббл», астрономы смогли обнаружить необычное скопление этого

Во Вселенной нашли гигантские квантовые аномалии

В ходе компьютерного моделирования Вселенной физики Массачусетского технологического института в США выявили гигантские квантовые эффекты, видимые в структуре формирующихся галактик....
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Ирина Лёвшина и её пластилиновые копии известных картинКак работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?10 лесов, которые наносят природе непоправимый вредСамый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Насыпь в крепость