Темная материя, неуловимая субстанция, составляющая около 85% массы Вселенной, остается одной из величайших загадок физики. Невидимая и незаметная обычными методами, она не излучает и не поглощает свет, оставляя ученым лишь косвенные доказательства своего существования. Десятилетиями исследователи тщетно пытались увидеть эти неуловимые частицы.
Международная коллаборация ученых представила первые многообещающие результаты нового эксперимента под названием QROCODILE (Криогенная обсерватория с оптимизированным квантовым разрешением для регистрации темной материи при низких энергиях). Проект, реализуемый совместно Цюрихским университетом и Еврейским университетом в Иерусалиме, а также научными организациями США и Германии, продемонстрировал новый подход к поиску так называемых легких частиц темной материи.
В основе QROCODILE лежит передовой сверхпроводящий детектор, способный измерять невероятно слабые энергетические выбросы — вплоть до 0,11 электронвольта, что в миллионы раз меньше энергий, обычно регистрируемых в экспериментах по физике элементарных частиц. Такая чувствительность открывает возможность проверки существования чрезвычайно легких частиц темной материи с массами в тысячи раз меньше тех, которые были зафиксированы в предыдущих опытах.
В ходе научного эксперимента, длившегося более 400 часов при температурах, близких к абсолютному нулю, команда зарегистрировала небольшое количество необъяснимых сигналов. Хотя эти события пока не могут быть однозначно идентифицированы — они могут быть вызваны космическими лучами или естественным фоновым излучением — они позволяют установить новые пределы взаимодействия легких частиц темной материи с электронами и атомными ядрами.
Дополнительным преимуществом эксперимента является его способность определять направление входящих сигналов, пишет EurekAlert. Поскольку Земля движется через галактическое гало, предполагается, что частицы темной материи будут прибывать с определенной стороны. А дальнейшие усовершенствования позволят отделить сигналы темной материи от фонового шума.
Теория темной материи позволяет объяснить, что удерживает галактики и заставляет их вращаться, а также многие другие особенности Вселенной. При этом вопрос ее происхождения и свойств остается неизвестным. Физик-теоретик Стефано Профумо предположил, что темная материя могла возникнуть естественным образом в условиях ранней Вселенной.
