Темна матерія — це одні з нерозв’язаних загадок сучасної космології. Вчені ведуть активний пошук, щоб її виявити та скласти карту її присутності та розподілу у Всесвіті. Зазвичай для цього використовуються складні та дуже дорогі телескопи. Але тепер науковці з Чиказького університету та Національної лабораторії прискорювачів Фермі розробили новий підхід — простий та дешевий настільний пристрій під назвою BREAD («Експеримент із широкосмуговим рефлектором для виявлення аксіонів»), призначений для знаходження темної матерії. Про свої перші результати вчені опублікували в журналі Physical Review Letters.
Темна матерія є однією з найбільш загадкових складових Всесвіту. Вона складає близько 85% всієї матерії, але невидима для звичайних телескопів. Її існування виявлено лише гравітаційною взаємодією в міжгалактичних масштабах. Моделювання показує, що темна матерія у Всесвіті розподілена у вигляді мережі галактичних ниток.
З чого складається темна матерія — невідомо. Але фізики висувають різні гіпотези. Одним із кандидатів на роль складника темної матерії є гіпотетичні елементарні частинки аксіони. Експеримент BREAD спрямований на пошук темної матерії у певному діапазоні частот, де можуть перебувати аксіони та пов’язані з ними темні фотони. Прилад BREAD має форму коаксіальної антени у вигляді вигнутої металевої трубки, що розміщується на столі. Його завдання — вловлювати фотони та спрямовувати їх до датчика для виявлення аксіонів, який налаштований на пошук елементарних частинок, що мають певні параметри.
Перший етап експерименту BREAD уже завершився і, на жаль, не приніс результатів. Проте їхня відсутність не є розчаруванням, адже цей експеримент показав високу чутливість пристрою в обраному діапазоні частот. Експеримент BREAD також пропонує новий захопливий рецепт для полювання на темну матерію. Він відносно недорогий і компактний, дозволяє охопити ширший спектр можливостей порівняно з іншими експериментами, хоча з меншою точністю. Методологію BREAD можна порівняти зі скануванням радіостанцій: пошук темної матерії — це аналог пошуку однієї конкретної станції серед мільйонів частот.
Розробка та впровадження нових методів, таких як BREAD, допомагають науковцям наближатися до розгадки однієї з найбільших загадок сучасної науки. Спільні зусилля дослідників з різних наукових установ сприяють досягненню прогресу в цій складній галузі знань.
Для вчених цей експеримент — лише перший крок у серії цікавих досліджень, які допоможуть розкрити природу темної матерії. Наступним кроком для експерименту BREAD буде його перенесення до магнітної установки в Аргонській національній лабораторії. Інші лабораторії, такі як Національна лабораторія прискорювачів SLAC, Массачусетський технологічний інститут, Каліфорнійський технологічний інститут і Лабораторія реактивного руху NASA, також співпрацюють із Чиказьким університетом та Fermilab для майбутніх етапів експерименту BREAD.
Раніше ми повідомляли про те, що темна матерія являє собою віддзеркалення паралельного Всесвіту.
За матеріалами space.com
