Прямо сейчас сквозь нас пролетают триллионы частиц, о которых мы почти ничего не знаем. Вы их не чувствуете, я их не чувствую, но они здесь. Это тёмная материя — главный «призрак» нашей Вселенной, который составляет большую её часть, но упорно играет с нами в прятки.
В глубочайшей лаборатории планеты детектор PandaX-4T наконец-то увидел то, что раньше было лишь теорией. Нет, они не поймали тёмную материю за руку, но они сделали нечто, возможно, даже более важное — они впервые чётко разглядели «туман», который её скрывает.
Логово Панды: где прячется самая тихая комната в мире?
Чтобы услышать шёпот Вселенной, китайским учёным пришлось забраться глубже, чем кому-либо в истории. Эксперимент проходит в подземной лаборатории Цзиньпин (CJPL), спрятанной под толщей горной породы в 2400 метров.
Зачем забираться так глубоко? На поверхности нас постоянно бомбардируют космические лучи. Для детектора тёмной материи это как пытаться услышать падение булавки на рок-концерте. А вот под двумя с половиной километрами скал — идеальная тишина.
«С лучшей чувствительностью мы можем играть с детектором и тестировать различные типы взаимодействий», — рассказывает физик PandaX Нин Чжоу в интервью журналу Nature. (источник)
Здесь стоит гигантский бак, наполненный четырьмя тоннами жидкого ксенона. Это и есть сердце детектора PandaX-4T. Жидкий ксенон работает как идеальная ловушка: если частица тёмной материи врежется в ядро атома ксенона, произойдёт крошечная вспышка света.
Входим в «нейтринный туман»: почему это победа, а не провал?
И вот тут начинается самое интересное. Долгое время физики боялись «нейтринного тумана». Это гипотетический предел, за которым детекторы становятся настолько чувствительными, что начинают путать сигналы тёмной материи с нейтрино, летящими от нашего Солнца.
Команда PandaX-4T сообщила, что они первыми среди подобных экспериментов зафиксировали сигнал от солнечных нейтрино (бор-8), используя эффект когерентного упругого рассеяния нейтрино на ядрах (CEvNS). Давайте проще: они научились видеть «шум» настолько чётко, что теперь могут его отфильтровать.
«Это настоящий триумф и значимая веха», — комментирует Кейт Шолберг, физик, изучающий нейтрино из Университета Дьюка, не участвовавшая в исследовании, чьи слова передает портал iXBT.com со ссылкой на Scientific American. (источник)
4 тонны надежды: как это работает на практике
Вы когда-нибудь пробовали найти иголку в стоге сена, если иголка невидимая, а сено постоянно меняет форму? Примерно этим занимаются физики. Нейтрино — это неуловимые частицы, которые пронизывают всё сущее. Зафиксировать их взаимодействие с атомным ядром — задача астрономической сложности.
Детектор PandaX-4T сработал как сверхчувствительная камера. Когда нейтрино ударяет в ядро ксенона, ядро чуть-чуть отскакивает, и этот микроскопический толчок был зафиксирован. Это подтверждает, что мы достигли невероятного уровня точности технологий.
Что в сухом остатке?
Мы стоим на пороге чего-то грандиозного. Китайский эксперимент показал, что человечество достигло того технического предела, о котором раньше писали только в научной фантастике. Мы научились видеть невидимое, отделять «призраков» от «фантомов» и слушать сердцебиение Солнца глубоко под землёй.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.