Темное вещество ранее могло быть обнаружено схемами сверхпроводников

:  Загадочное темное вещество, из которого состоит большая часть Вселенной, ранее уже могло быть обнаружено схемами сверхпроводников, сообщают исследователи. Темная материя в настоящее время является одной из самых больших загадок космоса: невидимое вещество, составляющее около пяти шестых объема Вселенной. Ученые сходятся во мнении, согласно которого темная материя состоит из нового типа частиц, которые очень слабо взаимодействуют со всеми известными силами за исключением гравитации. Темное вещество как таковое невидимо и практически неосязаемо; его присутствие можно зафиксировать только посредством определения генерируемой им гравитационной тяги.

Во многих экспериментах используются группы массивных сенсоров, расположенные глубоко под землей. Их главная цель – идентифицировать слабый сигнал, идущий от темного вещества в редкостные моменты его контакта с частицами другого типа. Как бы то ни было, ни один из таких экспериментов не смог обеспечить результата в виде отпечатков темной материи.

Теперь же теоретический физик Кристиан Бек из университета Куин Мери (Лондон) предполагает, что намного меньшие по размерам настольные детекторы способны идентифицировать аксионы, являющиеся главными претендентами на роль частиц темного вещества.

Недавнее теоретическое исследование указывает на то, что аксионы могут конденсироваться, формируя, таким образом, суперчастицы, называемые физиками конденсацией Бозе-Эйнштейна.

Бек отмечает, что уравнения, описывающие движение этих аксионов, оказались очень похожими на те, что управляют специальным видом цепи под названием «S/N/S переход Джозефсона». Данное устройство состоит из двух сверхпроводников, разделенных тонким металлическим слоем (в сверхпроводниках электричество проходит без какого-либо сопротивления).

Бек вычислил, что аксионы могут оставлять за собой обнаруживаемый электрический сигнал при прохождении сквозь эти устройства.

Если предположение Бека окажется верным, тогда темное вещество уже могло быть обнаруженным ранее: в 2004 году, во время исследований уровня шума S/N/S перехода Джозефсона был зафиксирован сигнал неизвестного происхождения. Если источником данного сигнала были аксионы, это будет означать, что масса таких частиц составляет всего четыре миллиардных массы электрона.

Для подтверждения или опровержения гипотезы о генерации аксионного сигнала в 2004 году потребуется провести еще немало экспериментов, в которых особое внимание будет уделено экранированию от любого внешнего излучения.

Вдобавок к этому, считается, что Земля движется быстрее сквозь галактическое сияние темной материи в июне и медленнее – в декабре. Поэтому, если сигналы будут исходить от аксионов, их число будет меняться соответственно времени года.

Детальный отчет об исследовании Бека можно найти в журнале «Записки Физического Обзора» (Physical Review Letters) за 2 декабря 2013 года.

comments powered by HyperComments

Также читайте