Технологии, лежащие в основе одного из величайших научных прорывов века, — обнаружение гравитационных волн — теперь используют для поиска темной материи. Располагая чрезвычайно чувствительными детекторами, проверенными на нескольких выдающихся открытиях, ученые решили использовать их для поиска неуловимого и загадочного материала.
Как сообщает Sci Tech Daily, группа под руководством ученых из Института исследования гравитации Кардиффского университета сделала первый шаг к этой цели. Исследователи использовали инструменты, известные как лазерные интерферометры для поиска темной материи.
Неразгаданная загадка Вселенной
Считается, что темная материя составляет около 85% всей материи во Вселенной. Она никогда не наблюдалась напрямую и остается одной из величайших загадок современной физики. До недавнего времени считалось, что темная материя состоит из тяжелых элементарных частиц. Но, несмотря на множество усилий, они не были обнаружены. Теперь ученые обращаются к альтернативным теориям объяснения темной материи.
Недавняя теория утверждает, что темная материя действительно является так называемым скалярным полем. Этот экзотический материал ведет себя как невидимые волны, которые существуют вокруг галактик, включая наш Млечный Путь.
«Мы поняли, что наши инструменты можно использовать для поиска этой темной материи. А именно — ее волн. Хотя сначала оборудование было предназначено для обнаружения гравитационных волн», — объясняет профессор Гартмут Гроте из Института исследования гравитации Университета Кардиффа, который инициировал исследование.
Принцип работы инструмента
В лазерном интерферометре два луча света отражаются между зеркалами, чтобы встретиться на детекторе. Исходя из этого, ученые могут с большой точностью оценить, насколько рассинхронизированы лучи света друг с другом, что является показателем любого возбуждения, с которым сталкиваются лучи.
Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) состоит из двух интерферометров, расположенных в США. Каждый из них имеет два плеча протяженностью 4 км, расположенных в форме буквы «L», которые впервые использовались для обнаружения гравитационных волн в 2015 году.
Британско-немецкий детектор GEO 600 является еще одним высокочувствительным интерферометром. Именно он использовался для разработки большей части технологий, необходимых для обнаружения гравитационных волн. Детектор GE0600 впервые используется в исследовании специально для поиска темной материи.
«Волны темной материи скалярного поля пройдут через Землю и наши инструменты, но при этом будут вызывать легкую вибрацию таких объектов, как зеркала», — сказал ведущий исследователь Сандер Вермюлен из Института гравитационных исследований Университета Кардиффа.
Первые успехи
Несмотря на то, что темная материя никогда не была обнаружена непосредственно, ученые подозревают, что она есть, из-за ее гравитационного воздействия на объекты по всей Вселенной. Например, большое количество невидимой материи может объяснить, как образуются и существуют галактики.
Пока команде не удалось что-либо обнаружить. Но ученые говорят, что делают первые важные шаги с точки зрения внедрения этой технологии для поиска темной материи. Причем уже достигли прогресса в настройке определенных параметров для будущих исследований.
«Я был удивлен тем, насколько чувствительным может быть инструмент поиска темной материи. Хотя поначалу он был создан для совсем другой цели. Мы считаем, что новые методы обладают реальным потенциалом для выявления темной материи в будущем», — резюмировал профессор Гроте.
Напомним, что ранее открытие изменило представление о сверхмассивных черных дырах.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
