Российские ученые планируют до 2030 года построить установку для поиска частиц-кандидатов темной материи, на долю которой приходится около 75% всей массы Вселенной. В основе комплекса — сверхчувствительные счетчики одиночных фотонов, позволяющие отслеживать неуловимые частицы.
Основой экспериментального комплекса станут сверхчувствительные счетчики одиночных фотонов, разработанные специалистами из Нижегородского технического университета и Института физики микроструктур.
Такие устройства используют эффект макроскопического квантового туннелирования, за открытие которого была присуждена Нобелевская премия по физике 2025 года. Благодаря чрезвычайно маленькому времени ложных срабатываний, счетчики позволяют с высокой точностью регистрировать редкие события — в том числе, вероятно, они могут измерить темную материю определенной массы.
Темной материей называют гипотетическую форму материи, которая не вступает в электромагнитные взаимодействия — то есть не испускает свет, при этом оказывает гравитационное воздействие и влияет на движение звезд. Ее поиск ведется уже несколько десятилетий, но пока он не принес результатов. Наблюдения гравитационных полей галактик указывают на то, что искать нужно некую частицу, однако пока ни одна из известных не подходит под нужные характеристики.
Исследователи рассчитывают зафиксировать сигнал от темной материи после того, как она перейдет в фотоны в магнитном поле. Для этого внутри криогенной установки будет размещен небольшой резонатор диаметром около 2 см и длиной 10 см, а также магнит. Для поддержания сверхнизких температур, необходимых для снижения шумов, в состав комплекса войдет криостат растворения. Одна такая установка уже есть в Нижнем Новгороде, планируется приобрести еще одну.
Уже создан прототип резонатора, а запуск комплекса может состояться в ближайшие два года. Полностью завершить работу над проектом планируется до 2030 года.