Учёные поймали сигнал от тёмной материи

Физики из Университета Западной Австралии и Передового центра физики частиц темной материи (CDM) создали уникальный детектор гравитационных волн. В 2019 году устройство зафиксировало два события, которых никогда раньше не было — гравитационные сигналы на мегагерцовых частотах. Природа сигналов доподлинно не выявлена, но это может быть как эхо от слияния первичных чёрных дыр, так и сигнал от той самой тёмной материи.

Источник изображения: NASA

В журнале Physical Review Letters учёные рассказали о новом типе детектора гравитационных волн, которые успешно определяются с 2015 года. Во всех проведённых ранее экспериментах гравитационные волны ловились в низкочастотных диапазонах от десятков килогерц до единиц герц. Как считается, это сигналы от столкновений массивных космических объектов типа чёрных дыр и нейтронных звёзд. Австралийцы создали детектор для мегагерцового диапазона, в котором гравитационные волны ранее никто не искал и которые обещают стать индикатором иных гравитационных событий во Вселенной.

Новый детектор представляет собой диск из кристалла кварца для улавливания объёмных акустических волн. Возбуждённые в кварце колебания преобразуются в настолько слабый электрический сигнал, что усилить его может только специальная охлаждённая до криогенных температур установка (SQUID, сверхпроводящее устройство квантовой интерференции). Только тогда полезный сигнал можно выделить на фоне шума.

Высокочастотный детектор гравитационных волн. Источник изображения: ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics

Эксперимент проводили в течение 153 дней в 2019 году. Два отчётливых сигнала на частоте около 5 МГц были зафиксированы 12 мая и 27 ноября. Если это не помехи, что также нельзя исключить, оба или одно событие могут стать прорывом в фундаментальной физике по изучению слабых гравитационных взаимодействий. Изучение данных эксперимента продолжается, а физики всего мира получили новое направление для опытов.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы