В первом эксперименте с новой установкой для исследования тёмной материи ученым удалось добиться важных результатов.
Устройство BREAD — Broadband Reflector Experiment for Axion Detection (эксперимент с широкополосным отражателем для обнаружения аксионов) — разработали в Университете Чикаго и Лаборатории Fermilab.
Это высокоточная приёмная система с антенной, которая преобразует сигналы от тёмных фотонов в обычные фотоны. Она отличается небольшими размерами. Кроме того, установка работает в обычных условиях и не требует больших затрат.
В полномасштабной версии BREAD разместят внутри магнита для создания сильного магнитного поля, что повысит шансы на преобразование частиц темной материи в фотоны. Однако чтобы доказать работу устройства физики провели эксперимент без магнитов. Они запустили прототип устройства в Университете Чикаго и проанализировали данные. По словам ученых, результаты очень многообещающие — они показывают очень высокую чувствительность к выбранной частоте. Хотя непосредственно частицу обнаружить не удалось, испытания установки BREAD помогли физикам уточнить её возможные характеристики.
Фото: BREAD Collaboration/Ralf Kaehler/SLAC National Accelerator Laboratory
Цель BREAD — поиск двух предполагаемых компонентов тёмной материи — тёмных фотонов и аксионов. Существование этих частиц до сих пор не подтверждено, однако они могут объяснить некоторые наблюдаемые явления во Вселенной. Ученые провели первые тесты, чтобы найти тёмные фотоны. Для изучения аксионов физики планируют использовать сильные магнитные поля. Дальнейшие исследования пройдут в Аргоннской национальной лаборатории.
За первые 24 дня наблюдений BREAD не нашла тёмные фотоны в заданном диапазоне масс, но собранные данные помогли установить самые строгие на сегодняшний день ограничения на их свойства для масс до 49 мкэВ. Это стало значительным шагом в исследовании тёмной материи.
Читать далее:
Суперкомпьютер разгадал загадку странной массы первых звезд во Вселенной
Крупнейшее извержение вулкана за 11 700 лет покрыло лавой 4 500 км²
Зонд НАСА впервые заглянул внутрь вихрей Солнца
На обложке: схема эксперимента BREAD на фоне темной материи. Авторство: BREAD Collaboration/Ralf Kaehler/SLAC/National Accelerator Laboratory