Фізики виявили нові межі взаємодії легкої темної матерії

Пошуки легкої темної матерії отримали прорив завдяки надчутливим кріогенним технологіям QROCODILE.

Проєкт використовує надпровідні детектори, охолоджені майже до абсолютного нуля — «стану, коли теплові коливання практично зникають». Таке середовище дає змогу фіксувати енергетичні відкладення надзвичайно малої величини — до 0,11 еВ. Команда працювала понад 400 годин і виявила кілька незрозумілих сигналів. Як зазначає Йоніт Хохберг, «вперше ми встановили нові обмеження на існування особливо легкої темної матерії». Це демонструє потенціал методу навіть до підтвердження природи сигналів.

Темна матерія — «форма матерії, що взаємодіє лише гравітаційно» — становить близько 85% маси Всесвіту. Її неможливо побачити напряму, тому фізики шукають взаємодії з електронами або ядрами. QROCODILE відкриває можливість вивчати частинки, маса яких у тисячі разів менша за граничні можливості попередніх експериментів. Виявлені події можуть бути пов’язані з фоном, однак вони вже дозволяють уточнити глобальні межі взаємодії.

Унікальною характеристикою установки є потенціал визначати напрямок приходу частинок, що допоможе розрізняти справжні сигнали та шум. Земля рухається крізь галактичне гало, тому очікується переважний напрям потоку. Команда планує покращити детектор і підсилити екранування від космічних променів, що зменшить хибні спрацьовування.

Наступний етап, NILE QROCODILE, передбачає перенесення установки під землю та збільшення масиву сенсорів. Це дасть змогу досягти ще нижчих порогів енергії та розширити діапазон пошуку. На думку дослідників, такі кроки можуть наблизити фізику до прямого виявлення темної матерії — однієї з найважливіших цілей сучасної науки.