Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи

Темная материя, которую часто называют невидимым клеем космоса, давно озадачивает ученых. Эта загадочная субстанция, составляющая почти 85% массы Вселенной, остается одной из самых значительных тайн современной физики.

Недавнее прорывное исследование, в котором значительный вклад внесла профессор физики Шербрукского университета Майя Вергниори, сделало значительный шаг к решению этой космической загадки и раскрыло свойства темной материи.

Что за темная материя

Темная материя — это необнаруживаемая форма материи, которая не взаимодействует со светом, что делает ее невидимой для обычных методов наблюдения.

Ученые предполагают ее существование по гравитационным эффектам, например, по ее роли в удержании галактик вместе и изгибании света от далеких небесных объектов.

Концепция темной материи была впервые предложена в 1930-х годах, чтобы объяснить, почему наблюдаемая масса Вселенной недостаточна для учета ее гравитационного поведения.

Открытие Эдвина Хаббла в 1929 году, показавшее, что Вселенная расширяется, еще больше подчеркнуло эту загадку.

Скорость расширения намного превышает наблюдаемую массу, что указывает на наличие невидимой силы или вещества — темной материи.

Прорыв в исследовании аксионов

Согласно одной из ведущих гипотез, темная материя состоит из аксионов — гипотетических субатомных частиц, которые не удается обнаружить уже более четырех десятилетий.

Международная исследовательская группа, в которую входит Вергниори, продемонстрировала, что естественные частицы могут имитировать поведение аксионов. Это важнейший шаг на пути к доказательству их существования.

Исследование было сосредоточено на специально разработанных геометрических кристаллических структурах из иттрий-железного граната, синтетического материала, известного своими магнитными и оптическими свойствами.

В этих структурах фотоны демонстрировали контролируемое движение вдоль граней, двигаясь в одном направлении без рассеяния. Теоретически такое поведение отражает движение аксионов в аналогичных условиях.

Преодоление разрыва между теорией и наблюдениями

Движение фотонов в этих кристаллах хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями об аксионах, предлагая потенциальный метод их обнаружения.

Следующий шаг — оптимизация этих кристаллов для экспериментов в экстремальных условиях, например, в сильных магнитных полях, чтобы наблюдать превращение аксионов в фотоны.

Такие эксперименты могут окончательно подтвердить существование аксионов, открыв новое понимание свойств темной материи.

Потенциальные технологические достижения

Полученные результаты также перспективны для практического применения. Способность кристаллов направлять фотоны с высокой точностью может улучшить системы передачи данных и продвинуть технологии квантовых вычислений, минимизировав ошибки.

Эти технологические преимущества подчеркивают более широкое влияние исследований темной материи на науку и промышленность.

Проливая свет на свойства темной материи

Изучение свойств темной материи имеет решающее значение для понимания фундаментального состава Вселенной.

Хотя ее гравитационные эффекты хорошо задокументированы, ее точный состав остается умозрительным. Возможность формирования темной материи аксионами могла бы объяснить многие нерешенные вопросы о космосе.

Данное исследование представляет собой поворотный шаг на долгом пути. Разгадав тайны темной материи, ученые смогут лучше понять силы, формирующие Вселенную, — от образования галактик до расширения самого космоса.

Эта веха приближает человечество к раскрытию одного из самых глубоких секретов Вселенной, прокладывая путь к более глубокому пониманию скрытых сил, управляющих нашей реальностью.

Ранее ученые подтвердили закон Ньютона на примере элементарных частиц.

Иллюстрация: нейросеть.

15.01.2025


Подписаться в Telegram



Космос

Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление
Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление

1 июля 2023 года космическая обсерватория Eucl...

13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками

Международная группа ученых нашла темную матер...

Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Космический мусор на орбите Земли станови...

Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета
Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета

Песчаные дюны на Марсе могут раскрыть тай...

Ученые открыли важный компонент звездообразования
Ученые открыли важный компонент звездообразования

Астрономы давно ищут ключевой фактор, который ...

Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration
Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration

Управление по технологическим переходам М...

Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям
Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям

Европейское космическое агентство, ESA, планир...

Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр
Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр

Впервые международная группа ученых наблюдала ...

Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи
Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи

Темная материя, которую часто называют невидим...

Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран
Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран

Выход за пределы земной гравитации требуе...

Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли
Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли

Новая революционная миссия в рамках прогр...

Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса

Марс, загадочная Красная планета, давно поража...

Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной

Нейтринная физика стала одной из самых пе...

A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр

Получив первые изображения черных дыр, новатор...

PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе
PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе

Более ста лет назад ученый Персиваль...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN