nplus1, 8 сентября 2023, Дмитрий Рудик
https://nplus1.ru/news/2023/09/08/atomic-clock-constrain-uldm
New Journal of Physics, сентябрь 2023.
Натаниель Шерилл (Nathaniel Sherrill) и Адам О Парсонс (Adam O Parsons). Университет Сассекса и Национальная физическая лаборатория в Теддингтоне
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/aceff6
Часть 11-14
Перспективные проекты поиска темной материи
Содержание
(том – часть – глава)
11-14-1. Сверхпроводники помогут в поиске легких частиц темной материи
11-14-2. «Яркие искры» прольют новый свет на природу темной материи
11-14-3. «Радио для темной материи» поможет найти темные фотоны
11-14-4. Жидкий гелий поможет найти легкую темную материю
11-14-5. Прецессия спина электрона поможет найти аксионы
11-14-6. Гравитационное излучение черных дыр поможет найти ультралегкие частицы темной материи
11-14-7. Темную материю предложили ловить сверхпроводящими нанопроводами
11-14-8. Темную материю предложили искать с помощью «снежковой камеры»
11-14-9. Поляризация света протопланетных дисков укажет на аксионы
11-14-10. Гравитационные интерферометры попытаются поймать легкие частицы темной материи
11-14-11. Аксионы предложили поискать экспериментом с лазерными пучками
11-14-12. Эксперимент DALI: в поисках аксиона, предполагаемой частицы темной материи
11-14-13. Аксионы могут дать начало новой «археологии» Вселенной
Глава 11-14-1
Сверхпроводники помогут в поиске легких частиц темной материи
Май 2015
Американские физики предложили новую идею эксперимента по поиску легких частиц темной материи, которая сможет расширить доступную проверке область масс на 4-5 порядков. Частицы темной материи, пронзая детектор насквозь, изредка сталкиваются с ядрами рабочего вещества и передают им часть своей энергии. Детектор регистрирует энерговыделение и тем самым фиксирует событие. Их статья выложена в архиве препринтов arxiv.org.
Астрофизические данные показывают, что во Вселенной, помимо обычного вещества (звезд, планет, газопылевых облаков) имеется много темной материи. Она состоит из частиц нового, неизвестного сорта, которые физики безуспешно пытаются зарегистрировать. Стандартный эксперимент по прямому детектированию частиц темной материи выглядит так. Темная материя заполняет собой нашу галактику, и все объекты в ней, включая Землю, как бы «продираются» сквозь встречный поток частиц темной материи. Из-за мизерной вероятности взаимодействия частиц темной материи с веществом мы этот поток не замечаем. Он «дует» и сквозь установленный под землей детектор, заэкранированный от посторонних воздействий. И лишь очень редко какая-то частица темной материи сталкивается с атомом в глубине большого детектора и передает ему небольшую энергию. Если детектор достаточно чувствителен, он сможет это энерговыделение измерить и зарегистрировать событие. Задача экспериментатора — обнаружить хоть один достоверный акт такого столкновения.
Такой метод поиска особенно чувствителен к частицам темной материи с массой, примерно равной массе атомного ядра, то есть около нескольких десятков гигаэлектронвольт. При поиске более легких частиц, с массой меньше массы протона, детектор уже «слепнет». Главная причина здесь — порог чувствительности датчиков. Легкая частица темной материи обладает маленькой кинетической энергией, да еще и передает атому при столкновении лишь мизерную ее часть. Поэтому, несмотря на десятилетия поисков, огромный диапазон на шкале масс частиц темной материи ниже массы легких ядер остается практически непроверенным, хотя теоретически он вполне разрешен.