Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

20.06.2019
08:51

"Авантюррра" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

19.06.2019
16:53

Астрономы из МГУ выяснили, как заставить "татуин" упасть на звезду

19.06.2019
16:42

По атомному радио впервые передали музыку

18.06.2019
17:35

BepiColombo делает очередное селфи

18.06.2019
17:33

Свежий кратер на Марсе - это выглядит эффектно

18.06.2019
17:30

«Зеленое» топливо НАСА дебютирует в миссии SpaceX Falcon

18.06.2019
17:27

Метеоры помогают формировать марсианские облака

18.06.2019
17:24

ALMA увидела древнейшее слияние галактик

18.06.2019
17:13

Физики предложили схему универсального алмазного детектора темной материи

    Физики из США и Израиля предложили схему детектора темной материи, в основе которого лежат сверхчистые алмазы. Такой детектор одновременно может отслеживать сразу три типа темных частиц, по-разному взаимодействующих с обычной материей и имеющих разные массы. Более того, из расчетов ученых следует, что чувствительность предложенного детектора превышает чувствительность существующих аналогов во всех трех диапазонах. Статья опубликована в Physical Review D, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Темная материя — одна из самых загадочных субстанций, с которыми работают современные ученые. С одной стороны, астрономы видят множество свидетельств в пользу существования невидимой материи, которая притягивает обычную материю, но не способна излучать фотоны. К числу таких свидетельств относятся кривые вращения галактик, линзированные изображения далеких объектов, специфический спектр колебаний реликтового излучения, видимые нарушения теоремы вириала и другие явления, которые сложно объяснить в рамках теорий без темной материи. Более подробно про «свидетелей темной материи» можно прочитать в материалах «Невидимый цемент Вселенной» и «Темная материя». С другой стороны, ученые до сих пор не знают, из чего состоит темная материя — несмотря на десятки лет поисков и десятки миллионов потраченных долларов, детекторы так и не смогли поймать ни одной гипотетической темной частицы. Точность некоторых детекторов так высока, что они уже вплотную приблизились к нейтринному фону, ниже которого почувствовать гипотетические частицы в принципе невозможно.

    Вероятно, причины этих неудач заключаются в том, что практически все эксперименты по поиску темной материи сосредоточены на вимпах — тяжелых темных частицах, которые появляются в теории наиболее естественным образом. Более легкие частицы от таких детекторов ускользают. Поэтому физики не отчаиваются и постепенно перестраивают эксперименты на другие, менее ожидаемые диапазоны масс. Ученым сложно поверить в то, что материя, пусть и темная, может быть сделана не из частиц.

    Поддерживая эту тенденцию, группа ученых под руководством Бласа Кабрера (Blas Cabrera) также разработала прототип детектора, улавливающего частицы темной материи с массой менее одной тысячной массы протона. В основе предложенной схемы лежат алмазные кристаллы, выращенные путем химического осаждения из газовой фазы (chemical vapor deposition, CVD). По сравнению с другими детектирующими материалами, такие алмазы обладают рядом преимуществ. Во-первых, атомы углерода, из которых построена кристаллическая решетка алмаза, имеют небольшую массу (почти в десять раз меньше массы атомов ксенона), поэтому сильнее отклоняются при столкновениях с легкими частицами темной материи. Во-вторых, в алмазе легко распространяются фотоны и фононы. В-третьих, алмаз выдерживает очень сильные электрические поля (до 20 мегавольт на сантиметр). В-четвертых, CVD-алмазы практически не содержат примесей и дефектов. В-пятых, под алмазный детектор можно легко адаптировать техники, разработанные для установок на основе кремния или германия, поскольку все эти полупроводники обладают похожей структурой и свойствами.

    Кроме того, алмазный детектор одновременно ищет частицы темной материи сразу тремя разными способами, отвечающими разным диапазонам масс. Каждый из этих способов ученые рассмотрели по отдельности. Во-первых, как и большинство других детекторов, алмазный детектор может отслеживать частицы темной материи по столкновениям с ядрами кристаллической решетки. Когда такое столкновение происходит, ядро немного отклоняется от равновесного положения, и решетка начинает колебаться. Кванты таких колебаний переносятся квазичастицами-фононами, которые можно почувствовать с помощью сенсоров электротепловых переходов с ловушкой квазичастиц (quasiparticle trap—assisted electrothermal-feedback transition edge sensor, QET). Грубо говоря, такие сенсоры состоят из ловушки, которая преобразуют энергию фононов в тепло, и чувствительного датчика тепла. По оценкам ученых, такие процессы наиболее чувствительны к частицам с массами порядка десяти—ста мегаэлектронвольт (масса протона составляет около 940 мегаэлектронвольт). В этой области детектор может заметить частицы, для которых сечение рассеяния на нуклоне не превышает 10−43 квадратных сантиметров. Это на несколько порядков превышает чувствительность существующих экспериментов.

    Во-вторых, когда частица темной материи пролетает сквозь алмаз, она может родить в нем электрон-позитронную пару. Если детектор находится в сильном электрическом поле, электрон и позитрон разбегутся в противоположные стороны и попадут в детекторы, расположенные вокруг алмаза. Благодаря высокой чистоте CVD-алмазов средняя длина пробега заряженных частиц даже при комнатной температуре достигает десяти сантиметров, что позволяет увеличить рабочую область детектора. Численно смоделировав такие процессы с помощью программы QEDARK, физики оценили чувствительность детектора. Оказалось, что рождение зарядов также позволяет отслеживать частицы с массами порядка десяти—ста мегаэлектронвольт. Тем не менее, ученые подчеркивают, что электрон-позитронные пары и фононы рождают разные типы темных частиц, которые обычно ищут на разных экспериментальных установках.

    В-третьих, частица темной материи может перевести атом углерода в возбужденное состояние и заставить его излучать фотон. Подобно фононам или заряженным частицам, фотон бежит сквозь алмаз и попадает в фотодетектор. Поскольку вероятность такого процесса сильно зависит от сорта темных частиц, при анализе этого сценария ученые рассмотрели два наиболее популярных типа легкой темной материи: темные фотоны и аксионоподобные частицы. По оценкам теоретиков, масса обоих типов частиц лежит в диапазоне от 0,001 до 1000 электронвольт (или даже более широком диапазоне). Из расчетов группы Кабрера следует, что алмазный детектор способен просканировать этот диапазон и в несколько раз улучшить существующие оценки на константы связи темных частиц.

    Авторы статьи утверждают, что в настоящий момент они уже работают над реальным прототипом детектора — массивами QET-сенсоров, лежащих в основе первого метода детектирования. Единственная проблема, которая может помешать сравниться с другими крупными экспериментами по поиску темной материи (XENON, CDMS, PandaX и так далее) — это высокая стоимость чистых кристаллов, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы. Тем не менее, ученые отмечают, что стоимость изготовления таких кристаллов с каждым годом уменьшается. В частности, уже сейчас килограмм CVD-алмазов можно купить по цене, сравнимой со стоимостью ксенона для эксперимента LUX-Zeplin. Кроме того, прежде чем строить настоящий детектор, ученым нужно придумать, как избавиться от фоновых процессов, которые перебивают сигнал от темной материи и «замыливают» наблюдаемую картину. В этой статье ученые этот вопрос детально не рассматривали.

    Несмотря на неудачи детекторов темной материи, физики продолжают сканировать новые диапазоны масс. Для этого ученые разрабатывают новые методы поиска гипотетических частиц. Например, в ноябре 2017 сотрудники университета Брауна предложили отслеживать «легкие» частицы темной материи по квантовому испарению жидкого гелия, пронизанного электрическим полем. В марте этого года физики из США и Израиля придумали схему детектора с использованием сверхпроводящих проводов, которые нагреваются при столкновении с вимпами. Эту идею ученые позаимствовали из физики нейтрино. А на апрельской встрече американского физического сообщества исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Олбани представили проект «снежковой камеры» — аналога пузырьковой и «туманной» камеры, «натренированного» на поиск легких частиц темной материи. По оценкам ученых, чувствительность такой установки по меньшей мере в сто раз превосходит существующие аналоги.

    По информации https://nplus1.ru/news/2019/06/17/dark-diamonds

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

18.06.2019
17:05

Физики разработали малошумное зеркало для гипотетического телескопа Эйнштейна

18.06.2019
16:33

Беспилотный ведомый совершил второй полет

18.06.2019
16:30

Окаменелости указали на живших в Арктике 1,4 миллиона лет назад гиен

18.06.2019
16:22

Создан Институт теоретической и математической физики МГУ

18.06.2019
16:12

Названа причина исчезновения древнейшего мегаполиса

18.06.2019
16:08

Раскрыта судьба древних цивилизаций в Америке

17.06.2019
12:54

"По противоположности..." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

17.06.2019
12:05

Описание памятников, объясняющих славяно-русскую историю, составленное Фадеем Воланским

17.06.2019
11:58

Независимые в погонах.

16.06.2019
20:04

Физика Власова

16.06.2019
17:01

Бессмертные квантовые частицы

<< 41|42|43|44|45|46|47|48|49|50 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList