Учёные приближаются к разгадке величайшей тайны Вселенной
Эксперименты по поиску тёмной материи, такие как SuperCDMS и TESSERACT, используют сверхчувствительные криогенные детекторы для регистрации крайне редких взаимодействий гипотетических частиц WIMP
Короткое резюме
Тёмная материя и тёмная энергия составляют около 95% Вселенной, но их природа остаётся загадкой. Экспериментальный физик Рупак Махапатра из Техасского университета A&M разрабатывает передовые полупроводниковые детекторы с криогенными квантовыми сенсорами для экспериментов по поиску тёмной материи, таких как SuperCDMS и TESSERACT. Эти установки предназначены для регистрации крайне редких взаимодействий частиц тёмной материи (гипотетических WIMP — слабо взаимодействующих массивных частиц) с обычным веществом — событий, которые могут происходить раз в год или даже десятилетие.
Махапатра и его коллеги внесли ключевой вклад в метод «детектирования ионизации с калориметрической поддержкой напряжением», позволивший эксперименту SuperCDMS стать чувствительным к лёгким WIMP. Поиск ведётся несколькими взаимодополняющими методами: прямая детекция (улавливание взаимодействий в детекторах), непрямая (поиск продуктов аннигиляции тёмной материи в космосе) и поиск на коллайдерах. Ни один эксперимент в одиночку не даст полного ответа.
Обнаружение тёмной материи не только раскроет фундаментальные законы природы, но и может привести к разработке технологий, которые сегодня сложно представить. Работа требует инноваций в области усиления сигналов, которые ранее были скрыты шумом, и международной синергии различных исследовательских групп.
Разработка сверхчувствительных детекторов
Для поиска тёмной материи (WIMP) создаются полупроводниковые детекторы с криогенными квантовыми сенсорами, способные регистрировать события, происходящие крайне редко — раз в год или десятилетие
Прорыв в методе детекции
Внедрение метода «детектирования ионизации с калориметрической поддержкой напряжением» в эксперименте SuperCDMS значительно повысило чувствительность к лёгким WIMP, что стало ключевым достижением в этой области
Необходимость синергии методов
Для решения загадки тёмной материи необходима комбинация прямых, непрямых и коллайдерных методов поиска, так как ни один подход в отдельности не может дать полную картину
Потенциал для новых технологий
Поиск тёмной материи, требующий предельной чувствительности и инноваций в детектировании, может привести к разработке принципиально новых технологий, выходящих за рамки фундаментальной физики
Текст сгенерирован с использованием ИИ
