Ученые уловили странные сигналы при абсолютном нуле температур
Новые результаты международной команды ученых, работающих над экспериментом с забавным названием QROCODILE (Quantum Resolution-Optimized Cryogenic Observatory for Dark matter Incident at Low Energy), открывают совершенно новую страницу в этих поисках.
Проект, которым руководят Университет Цюриха и Еврейский университет в Иерусалиме при участии MIT, Корнельского университета и Института технологии в Карлсруэ, впервые достиг рекордной чувствительности в попытке уловить «легкие» частицы темной материи. Если раньше эксперименты были сфокусированы на тяжелых гипотетических частицах, то QROCODILE ориентируется на поиск гораздо более легких частиц, масса которых в тысячи раз меньше изучавшихся ранее.
Секрет успеха — в применении сверхпроводящих детекторов, охлажденных почти до абсолютного нуля температур. Эти устройства способны фиксировать энергию взаимодействий всего в 0,11 электронвольта, что в миллионы раз меньше, чем привычные энергии частиц в ускорителях. Такой уровень позволяет улавливать самые слабые намеки на существование необычных частиц, ранее фактически недоступных для наблюдения и изучения.
В течение 400 часов работы системы ученые зарегистрировали несколько неожиданных сигналов. Пока они не могут быть признаны доказательством существования темной материи — вполне вероятно, что это лишь следы космических лучей или естественного радиоактивного фона Земли. Но даже эти данные уже позволяют установить новые ограничения на то, как легкие частицы темной материи могут взаимодействовать с электронами и атомными ядрами.
Еще одной особенностью QROCODILE является то, что его будущие версии смогут определять направление пришедших сигналов. Поскольку Земля движется через галактическое «облако» темной материи, ученые ожидают ее потока из определенной стороны космоса. Отделив такие «предпочтительные» сигналы от случайного шума, можно будет приблизиться к долгожданному прямому обнаружению неуловимых частиц.
Следующий этап проекта, который уже получил название NILE QROCODILE, продемонстрирует бепрецедентный уровень чувствительности, для чего ученые планируют перенести установки в подземные лаборатории и еще сильнее снизить их энергетический порог. Это поможет полностью отсеять помехи от космического излучения и повысить надежность данных. Ученые надеются, что именно такие эксперименты позволят наконец-то зафиксировать следы неуловимой материи, без которой невозможно объяснить устройство Вселенной.
Ранее ученые узнали, что темная материя может превращать планеты-гиганты в черные дыры.
