В России установку для поиска темной материи запустят до 2030 года
Российские физики до 2030 года планируют построить установку для поиска частиц-кандидатов темной материи - субстанции, на чью долю приходится примерно 75% от всей массы материи во Вселенной. Для детектирования сигнала темной материи ученые планируют использовать специальные устройства, позволяющие проводить измерения с высокой точностью, сообщил ТАСС старший научный сотрудник Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН Петр Сатунин.
Ученый напомнил, что в 2025 году Нобелевская премия по физике была присуждена за открытие макроскопического квантового туннелирования, которое подтверждает проявление квантовых эффектов в макросистемах. На основе этого эффекта создаются устройства - счетчики одиночных фотонов. Их можно использовать для поиска темной материи.
"Счетчик одиночных фотонов можно применять в том числе и в детектировании темной материи, что мы и собираемся сделать. Такие счетчики разработали наши коллеги в Нижнем Новгороде, в Нижегородском техническом университете и в Институте физики микроструктур. У них очень маленькое время ложных срабатываний, которые могут быть из-за квантового туннелирования. Это позволяет с высокой точностью попробовать померить темную материю определенной массы", - сказал он.
Планы ученых
С помощью этих устройств ученые рассчитывают зафиксировать сигнал от темной материи после того, как она перейдет в фотоны в магнитном поле. Кроме счетчиков, для снижения шумов в состав будущего комплекса войдет криостат растворения - криогенное устройство для поддержания сверхнизких температур.
"Это такие дорогие установки, вот и такая установка одна есть как раз в Нижнем Новгороде, планируется купить еще одну. Внутри будет маленький резонатор, диаметром около 2 см, длиной 10 см, а также магнит. <...> До 2030 года все будет", - сказал Сатунин, уточнив, что сейчас учеными создан прототип резонатора для установки и запуск комплекса может произойти уже в ближайшие два года.
Физик добавил, что поиск темной материи идет долгие годы, но пока безуспешно. По словам ученого, наблюдения гравитационных полей галактик указывают на то, что это должна быть некая частица, при этом ни одна частица Стандартной модели не подходит.
"Сейчас одна из популярных моделей - это так называемые аксионы, очень легкие частицы. <...> Мы ищем такую темную материю, считая, что частицы все-таки есть здесь на Земле и такая темная материя должна просто пройти через магнитное поле и с очень маленькой вероятностью конвертироваться в фотон. Именно такие события мы попытаемся зафиксировать"
По текущим предположениям астрономов, аномально высокая скорость вращения звезд вокруг центров галактик связана с существованием темной материи. Последние несколько десятилетий астрономы пытаются обнаружить следы ее существования и измерить свойства ее частиц, что пока не удается сделать. Аксионы - гипотетические частицы, которые считаются одними из наиболее перспективных кандидатов на роль составляющих темной материи.