Идеально обработанные алмазные кристаллы могут служить превосходными датчиками для обнаружения таинственной темной материи и ее редких, легко проникающих частиц.
Темная материяЯвляется одной из самых интересных загадок современной физики. Многое астрономических наблюдений указывает на существование невидимых и массивных частиц, которые никак не взаимодействуют с обычной материей, кроме притяжения. Ученые могут довольно точно оценить гравитационное влияние темной материи на больших масштабах: составляют карты ее распределения и считают, что именно она играет ключевую роль в эволюции крупных структур, галактик и скоплений.
На практике обнаружить прямые доказательства существования частиц темной материи пока не удалось. Предсказываемые самой распространенной из теорий тяжелые… вимпыДетекторы не обнаруживают темной материи ни в космосе, ни на Земле, даже в следах столкновений частиц в коллайдерах. Это затрудняет поиски, заставляя физиков рассматривать альтернативные гипотезы. Одна из них утверждает, что масса частиц темной материи может быть не такой большой (вимпа оценивается в 30-100 гигаэлектронвольт, в десятки раз тяжелее протона) и не достигать 1 ГэВ.
Физики из Израиля и США обнаруживают такие частицы, как надеется команда физиков. статья которых опубликована в журнале Physical Review DИсследователи установили, что при прохождении через кристалл частицы темной материи могут столкнуться с ядрами атомов и передать им энергию. Вызванные этим колебания распространятся по решетке, волны которых можно регистрировать датчиками. Для минимизации собственных колебаний атомов «алмазный детектор» охлаждают до криогенной температуры — почти до абсолютного нуля.
Некоторые действующие детекторы темной материи построены по такому же принципу. Но до сих пор в них использовались кристаллические вещества, такие как кремний и германий. Атомы углерода в алмазе намного легче этих веществ, что делает их удобными сенсорами для поиска сравнительно легких частиц. Авторы также отмечают, что современные технологии позволяют получать исключительно совершенные и достаточно крупные алмазные кристаллы, освобождаясь от примесей редких изотопов.