«Темная материя не найдена»: странный эксперимент американских физиков
Logo
Cover

Команда под руководством физиков из MIT провела новый эксперимент по обнаружению аксионов — гипотетических частиц, которые считаются одними из самых легких во Вселенной. Если бы их удалось раскрыть, тайне темной материи пришел бы конец.

Аксионы — частицы-призраки, практически не воздействующие ни на что другое во Вселенной. Но на космологическом уровне они могут играть весьма значительную роль, например, участвовать в расширении Вселенной и формировании галактик, рассказывает Phys.org.

Эксперимент начался месяц назад. И первые наблюдения за этими невидимыми частицами не обнаружили никаких их признаков в пределах диапазона массы от 0,31 до 8,3 наноэлектронвольт. Это значит, что аксионы заданных параметров — около одной квинтиллионной массы протона — либо не существуют, либо оказывают еще меньшее воздействие на электричество и магнетизм, чем считалось ранее.

«Впервые кто-либо прямо взглянул на это аскионное пространство, — говорит профессор Линдли Уинслоу, научный руководитель эксперимента. — Мы рады, что можем теперь сказать: «Мы знаем, как посмотреть туда, и можем сделать это лучше».

Теоретически аксионы из-за своей связи с электромагнетизмом проявляют необычное поведение около магнетаров — нейтронных звезд с исключительно сильным магнитным полем. Если аксионы существуют, они могут использовать магнитное поле магнетаров для превращения в радиоволны, которые можно было бы заметить специальными телескопами с Земли.

В 2016 году трое физиков-теоретиков из MIT описали мысленный эксперимент по обнаружению аксионов, на который их вдохновили магнетары. Они предложили охладить небольшой тороидальный магнит до температуры чуть выше абсолютного нуля.

Без помощи аксионов в центре бублика магнитного поля быть не должно. Если же они существуют, детектор должен увидеть их на этом месте.

Профессор Уинслоу и его команда решили провести этот эксперимент на практике. Задача была не из легких, поскольку ожидаемый сигнал был меньше 20 аттотесла. Это в 50 000 раз меньше, чем индукция магнитного поля мозговых волн человека.

Тем не менее, ученым удалось настроить аппаратуру для получения сигнала гипотетических аксионов. В течение месяца лета 2018 они записывали данные, но не засекли ни одного свидетельства сколько-нибудь значимого изменений электрической или магнитной активности.

Команда не намерена прекращать этот эксперимент, ученые намерены продолжить искать следы еще более мелких и слабых аксионов. Тем временем специалисты Министерства энергетики США заняты разработкой сверхчувствительных квантовых датчиков для поиска «легкой» темной материи.