Физики создали сверхчувствительный калориметр для поиска тёмной материи

Учёные из Финляндии представили квантовый калориметр — устройство, способное измерять рекордно малые объёмы энергии. Разработка фиксирует энергетические импульсы менее одного зептоджоуля, что открывает новые возможности как для квантовых вычислений, так и для поиска частиц тёмной материи.

Как пояснил профессор Университета Аалто Микко Меттенен, устройство позволяет подсчитывать отдельные фотоны в потоках микроволнового излучения. По его словам, это имеет значение не только для развития квантовых технологий, но и для астрофизики, поскольку помогает приблизиться к обнаружению аксионов — предполагаемых сверхлёгких частиц тёмной материи.

Почему прошлые приборы были ограничены

За последние два десятилетия физики создали несколько калориметров и детекторов одиночных фотонов, работающих в микроволновом диапазоне. Однако большинство таких устройств могли функционировать лишь в узком спектре и не обеспечивали точного измерения энергии частиц, что ограничивало сферу их применения.

Как устроен новый калориметр

Финские исследователи решили проблему, создав систему из миниатюрного стержня на основе золота и платины, а также встроенных алюминиевых дисков и нанопроводов. При температурах, близких к абсолютному нулю, алюминий переходит в состояние сверхпроводимости, тогда как металлический сплав остаётся обычным проводником.

Испытания показали, что устройство способно регистрировать импульсы микроволнового излучения с энергией около 0,83 зептоджоуля, что соответствует примерно 170 фотонам света. Учёные называют этот результат мировым рекордом чувствительности, который в будущем поможет создавать сенсоры для поиска аксионов и других форм лёгкой тёмной материи.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.