Темная материя продолжает ускользать от взора ученых, но новый подход, предложенный физиками из Национальной лаборатории ускорителей SLAC, может внести свет в эту темную загадку. Вместо поиска редких столкновений с темной материей из глубин космоса, исследователи обратили свой взгляд на "термализованную" темную материю, которая может накапливаться и кружиться вокруг Земли. Они предлагают использовать для обнаружения темной материи специально настроенные квантовые сенсоры.
Темная материя, эта невидимка космического масштаба, продолжает избегать прямого обнаружения, играя в догонялки с самыми чувствительными детекторами нашей планеты. И все же, команда SLAC, кажется, готова перевернуть эту игру с помощью квантовых приборов, теоретически заточенных на поимку так называемой "термализованной" темной материи.
Тёмная материя была обнаружена благодаря аномалиям движения звёзд в галактическом масштабе. Как будто какая-то невидимая масса своей гравитацией изменяла скорости движения вращения звёзд вокруг центра галактики. И, считается, что её частицы уж точно должны прилетать из глубокого космоса. Но, также существует версия о темной материи, которая, возможно, уже веками мечется в гравитационном поле Земли, о чем говорит физик Ребекка Лиэн, одна из авторов нового исследования.
“Термализованная” темная материя, как предполагают исследователи, могла бы оставаться в нашем космическом дворике дольше, и в итоге достигать большей плотности, нежели ее братья-космонавты, что должно увеличить шансы на встречу её неуловимых частиц с детектором. Но есть проблема: она, словно усталый космический путник, движется медленно и несет меньше энергии, поэтому обычные детекторы могут и не заметить её.
Вдохновленные этой проблемой, Лиэн и её коллеги — постдок Анирбан Дас и ученый из SLAC Ноа Куринский, которые мечтают о детектировании темной материи с помощью квантовых сенсоров — предложили идею о перепроектировании квантовых устройств для обнаружения термализованной темной материи. Их расчеты показали, что чувствительность квантовых сенсоров настолько высока, что они могут регистрировать не только пышную энергетику галактической темной материи, но и скромные прикосновения ее земной сестры.
Конечно, это не гарантирует, что квантовые колебания спровоцированы именно темной материей, но дает надежду на возможность такого открытия. Следующий шаг — адаптация чувствительных квантовых устройств под обнаружение этой таинственной материи, где даже выбор материала для детектора — уже вопрос научного творчества и инноваций.
Работа в SLAC представляет собой симбиоз усилий и знаний, что особенно важно в таких амбициозных проектах, как поиски темной материи. Это исследование не только подбрасывает вопросы о природе темной материи, но и заставляет иначе взглянуть на то, как наши квантовые системы взаимодействуют с космической средой, открывая новые горизонты в понимании фундаментальных сил, которые формируют наш мир.
Источник:
DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1300996
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
