Нова надія космології. Науковці розробили напівпровідниковий детектор для пошуку темної матерії

Науковці з Університету Райса(США) запропонували нову конструкцію детектора, яка може суттєво розширити можливості пошуку аксіонів — гіпотетичних частинок, що вважаються головними кандидатами на роль складових темної матерії.

Читайте также: Європа кидає виклик Китаю. У Нідерландах відкрили інноваційний центр гуманоїдних роботів

Теоретична модель детектора, який отримав назву SQWARE(Semiconductor Quantum Well Axion Radiometer Experiment), базується на використанні добре вивченого класу напівпровідникових матеріалів. Головна інновація полягає в тому, що відгук цих матеріалів змінюється залежно від їхньої орієнтації в магнітному полі. Це дозволяє гнучко налаштовувати пристрій без використання складних механічних вузлів та досліджувати раніше недоступні діапазони мас аксіонів. За словами першої авторки дослідження Джааніти Мехрані, інтеграція напівпровідників із фізики конденсованих середовищ є абсолютно новим словом у палеонтології елементарних частинок.

Конструкція SQWARE використовує стопки надтонких напівпровідникових шарів, відомих як множинні квантові ями, що утримують електрони у двовимірних площинах. У такому стані електрони поводяться як плазма, надаючи фотонам ефективну масу. Оскільки теорія передбачає здатність аксіонів перетворюватися на частинки світла під дією сильного магнітного поля, плазмовий ефект компенсує різницю імпульсів між масивним аксіоном і безмасовим фотоном, резонансно посилюючи світловий сигнал для його фіксації.

Читайте также: Офісна пастка. Шотландські вчені виявили прямий зв’язок між малорухливим життям та онкологією

Хоча проєкт поки що є теоретичним, автори розробили його з урахуванням практичних можливостей сучасної наноінженерії та оцінили роботу пристрою в реалістичних лабораторних умовах. Співавтор дослідження Шенсі Хуан підкреслив, що досягнення в галузі напівпровідників тепер дозволяють вирішувати фундаментальні питання космології. Наразі команда науковців переходить до наступного етапу — створення та тестування перших прототипів для експериментального підтвердження концепції.

Читайте также: Секрети давньої еліти. Аналіз ДНК розкрив таємниці скіфських правителів