Квантовая физика поможет искать «легкую» темную материю
Logo
Cover

Группа исследователей из США начала разработку новых, сверхчувствительных датчиков, которые используют возможности квантовой физики для поиска «легкой» темной материи.

Новая исследовательская программа Министерства энергетики США позволит междисциплинарной команде исследователей из Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли разработать и испытать квантовые датчики для поиска темной материи чрезвычайно малой массы — так называемую «легкой» темной материи. Для этого ученые создадут два устройства, сообщает Phys.org.

Одно из них будет использовать жидкий гелий при крайне низких температурах, другое — искусственные кристаллы арсенида галлия, также охлажденные до криогенных температур.

По словам ученых, прежние усилия по поиску гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP) не увенчались успехом. Новая программа нацелена на частицы гораздо меньшей массы. Для этого исследователи надеются разработать квантовые сенсоры, которые лучше фильтруют фоновые шумы. Цель проекта — засечь частицы чрезвычайно низкой массы через перенос энергии в форме крайне слабых квантовых вибраций.

Искать темную материю — все равно что строить мышеловку для мыши, которую ты никогда не видел, никогда не увидишь напрямую и которая может быть частью другой мыши или вообще оказаться не мышью.

«Вы никогда не сможете заметить, как невидимая блоха прыгает на слона, глядя на слона. Но что если каждый раз, когда одна невидимая блоха прыгает на слона в одном конце стада, другая, видимая, прыгает со слона в другом конце? — объясняет Морис Гарсия-Скиверес, руководитель проекта. — Эти сенсоры можно использовать для того, чтобы искать такие слабые сигналы в очень холодных кристаллах или сверхжидком гелии, где входящая частица темной энергии подобна невидимой блохе, а видимая блоха — это квантовая вибрация, которую и надо поймать».

Новую модель темной материи предложили астрономы из Гарварда. Их гипотеза состоит в том, что частицы этого вещества могут нести крошечный электрический заряд. Это предположение согласуется с февральскими результатами эксперимента EDGES, когда ученые обнаружили возможные свидетельства взаимодействия между темной и обычной материей.