Ученые создали детектор CASH для фиксирования следов частиц темной материи

Российские физики предложили инновационный подход к обнаружению аксионов кандидатов на роль частиц темной материи, создав детектор CASH. Его ключевым элементом являются квантовые однофотонные датчики, регистрирующие слабейшие световые импульсы в условиях мощного магнитного поля. Задача детектора в течение года предоставить убедительные доказательства или опровержения существования этих неуловимых частиц.

Для поиска скрытой массы Вселенной, представленной сверхлегкими частицами, разработана методика, основанная на чувствительных квантовых датчиках. Они способны улавливать редкие фотоны, возникающие, когда аксионы преобразуются в свет под воздействием сильного магнитного поля. Проект CASH позволит за год существенно расширить область поиска и проверить различные характеристики этих гипотетических частиц. Использование современных квантовых технологий минимизирует влияние посторонних шумов, повышая точность эксперимента.

Принцип работы детектора CASH заключается в следующем: в мощном магнитном поле частицы темной материи потенциально могут трансформироваться в фотоны. Чтобы зафиксировать эти вспышки, используются резонаторы, настроенные на определенный диапазон масс аксионов. В роли высокочувствительных элементов выступают квантовые детекторы на основе сверхпроводящих джозефсоновских переходов. Такая конструкция позволяет регистрировать отдельные фотоны, что критически важно для проведения точных измерений.

Согласно расчетам, за год работы детектора CASH будет возможно подтвердить или опровергнуть существование аксионов с массами в диапазоне от 38 до 58 микроэлектронвольт. Для этого будет использован мощный магнит, сопоставимый с теми, что применяются в медицинских МРТ-сканерах. Важно, что поиск можно проводить как с магнитным полем, так и без него, что расширяет возможности обнаружения других форм легкой темной материи, например, так называемых темных фотонов.

Этот подход открывает новые горизонты в изучении невидимых компонентов Вселенной и может стать ключевым шагом к разгадке одной из главных тайн космоса природы темной материи, составляющей большую часть массы Вселенной и до сих пор остающейся недоступной для прямого наблюдения.

Обратите внимание: В школах убирают ключевой предмет — почему ученики счастливы, а учителя в ярости?