Амбициозный эксперимент по поиску темной материи показал первые результаты

Новаторский эксперимент , направленный на исследование космоса в поисках самого загадочного "вещества" — темной материи, сообщил о своих первых результатах. Хотя эксперимент Broadband Reflector Experiment for Axion Detection (BREAD), разработанный Университетом Чикаго и Лабораторией Фермила Министерства энергетики США, пока не обнаружил частиц темной материи, полученные результаты позволяют более точно определить характеристики, которые ученые могут ожидать от таких частиц. Кроме того, BREAD предложил новый, относительно недорогой метод поиска темной материи, который не требует большого количества места.

Эксперимент использует "широкополосный" подход к поиску гипотетических частиц темной материи, таких как "аксионы" и сопутствующие "темные фотоны", охватывая большее количество возможностей, чем другие эксперименты, хотя и с немного меньшей точностью. "Если думать об этом как о радио, то поиск темной материи похож на настройку на определенную радиостанцию, но здесь нам нужно проверить миллион частот", — говорит ученый из Университета Чикаго и со-руководитель проекта BREAD, Дэвид Миллер.

Темная материя представляет собой большую загадку для ученых, ведь, несмотря на то, что она составляет около 85% материи во Вселенной и предотвращает рассеивание галактик, мы мало что знаем о ее составе. Темная материя практически невидима, так как не взаимодействует со светом, не излучая и не отражая обычные фотоны, что указывает на то, что она не состоит из протонов, нейтронов и электронов, из которых состоят объекты "обычного вещества".

BREAD представляет собой коаксиальную диш-антенну в форме изогнутой металлической трубы, которая помещается на столе. Эксперимент направлен на поиск определенного подмножества возможных аксионов, улавливая фотоны и направляя их к сенсору. В полномасштабном эксперименте оборудование будет находиться в сильном магнитном поле, что, как считают ученые, увеличит шансы на превращение аксионов в фотоны.

Предварительные результаты, полученные после месяца работы прототипа эксперимента в Университете Чикаго, показали высокую чувствительность в исследуемом диапазоне частот, открыв аппетит команды к полномасштабным испытаниям. "Это лишь первый шаг в серии захватывающих экспериментов, которые мы планируем", — говорит со-руководитель BREAD и исследователь из Фермилаба, Эндрю Сонненшайн.

Следующий этап эксперимента BREAD предусматривает перевозку аппарата в магнитную установку Национальной лаборатории Аргонн. Кроме того, такие учреждения, как Национальная ускорительная лаборатория SLAC, Массачусетский технологический институт, Калифорнийский технологический институт и Лаборатория реактивного движения НАСА, сотрудничают с Университетом Чикаго и Фермилабом над будущими версиями эксперимента BREAD.

"Есть столько нерешенных вопросов в науке и огромное пространство для новых творческих идей по их решению", — заключает Миллер.