Nature: темную материю обнаружат в ближайшие 15 лет

Международная команда исследователей представила проект устройства, названного космическим радиоприемником. Оно предназначено для поиска аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять темную материю. Работа опубликована в журнале Nature.

Темная материя — загадочный компонент Вселенной, составляющий, по оценкам, до 75% всей ее массы.

Она невидима, не излучает свет и напрямую не взаимодействует с веществом, но именно ее присутствие объясняет множество гравитационных эффектов, которые иначе остаются непонятными. И теперь, возможно, человечество стало на шаг ближе к ее обнаружению.

Аксионы ведут себя как волны и могут иметь самую разную частоту — от слышимой человеческим ухом до сверхвысоких терагерцовых значений. Ученые не знают, на какой именно частоте "вещают" аксионы, но полагают, что она может быть обнаружена. Новое устройство, названное AQ (Axion Quasiparticle), будет постепенно "перебрать" весь спектр частот, пока не поймает нужную волну — как радио в поиске станции. Когда частота AQ совпадет с частотой аксиона, система излучит крошечное количество света — сигнал, которого физики ждут десятилетиями.

Для создания этой чувствительной системы ученые использовали экзотический материал — MnBi₂Te₄ (теллурид висмута и марганца). Его нанесли слоями толщиной в несколько атомов, чтобы добиться максимальной точности в настройке частот и чувствительности к аксионам.

"Мы уже обладаем необходимыми технологиями. Осталось только масштабировать проект и дождаться результатов", — от метил доктор Дэвид Марш из Королевского колледжа Лондона.

Ученые планируют за пять лет создать полноразмерный детектор, после чего потребуется около десяти лет, чтобы просканировать высокочастотный спектр, где предположительно прячется темная материя.