Алмазные детекторы для поиска темной материи

23.06.2019

Команда ученых из США и Израиля предлагает использовать алмазы для поиска таинственного вещества. Детекторы, содержащие кристаллы, могут обнаружить потенциальные частицы темной материи с относительно малыми массами.

Темная материя - это неопознанное вещество, "темная лошадка", которую невозможно увидеть и очень сложно поймать. Она практически не взаимодействует с обычными частицами, в том числе не испускает и не поглощает фотоны. При этом очевидно, что она гравитационно влияет на другие тела. Без темной материи нельзя объяснить многие явления в космосе, но еще сложнее дать ответ на вопрос, что она собой представляет. Наиболее популярной идеей была гипотеза о том, что темная материя состоит из субатомных частиц, известных как WIMP, или слабо взаимодействующих массивных частиц. Но поиски этих крупных "вимпов" - в том числе с помощью Большого адронного коллайдера - не увенчались успехом.

Теперь ученые ищут других претендентов на роль частиц темной материи, которые, однако, были бы менее массивными. И тут в игру вступают алмазные детекторы, которые способны помочь поймать эти частицы. Кристаллы, охлажденные почти до абсолютного нуля (-273,15 °С), снабдят датчиками для обнаружения звуковых волн, которые могут возникнуть, когда частица темной материи врезается в атомное ядро или электрон в алмазе.

Ученые ранее делали подобные детекторы, используя другие типы кристаллов, такие как германий и кремний. Но у алмаза есть некоторые преимущества. Атомы углерода, из которых состоит алмаз, легче, чем атомы кремния или германия, поэтому детекторы алмазов могут обнаружить более легкие частицы темной материи, сталкивающиеся с атомными ядрами. А алмаз может быть сделан более чистым, чем другие кристаллы, состоящие в основном из одного типа или изотопа углерода. Это облегчает измерение вибраций, вызываемых потенциальными частицами темной материи.

<< Назад: Универсальная донорская кровь 24.06.2019

>> Вперед: Робот-тролль 23.06.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Орбитальные дата-центры 16.03.2026 Цифровая экономика стремительно увеличивает потребность в вычислительных мощностях, и традиционные центры обработки данных на Земле сталкиваются с растущими ограничениями - от энергетических затрат до политических и экологических барьеров. На этом фоне все больше внимания привлекает идея переноса вычислительной инфраструктуры в космос, где открываются новые возможности для масштабирования и оптимизации ресурсов. Одним из наиболее заметных игроков в этой зарождающейся отрасли стала компания Starcloud, которая в ходе последнего раунда финансирования была оценена в 1,1 миллиарда долларов. Это позволило ей стать одним из самых быстрорастущих стартапов, достигших статуса "единорога" после участия в программе Y Combinator. Раунд серии A, завершившийся спустя 17 месяцев после демонстрационного дня, возглавили Benchmark и EQT Ventures, что отражает растущий интерес инвесторов к космическим вычислениям. На сегодняшний день Starcloud привлекла около 200 миллионов долларов и уже в ноябре 2025 года вывела на орбиту свой первый спутник, оснащенный графическим процессором Nvidia H100. В ближайшее время компания планирует запуск более мощной версии - Starcloud 2, которая будет включать несколько графических процессоров, в том числе чип Nvidia Blackwell, серверный модуль AWS и даже вычислительный блок для майнинга биткойнов. Следующим этапом станет разработка полноценного космического аппарата Starcloud 3, предназначенного для функционирования в качестве орбитального центра обработки данных. Его мощность оценивается в 200 киловатт при массе около трех тонн. Запуск планируется осуществлять с помощью ракеты Starship, создаваемой компанией SpaceX под руководством Илон Маск. Аппарат будет совместим с системой развертывания спутников, известной как "Pez Dispenser". Генеральный директор и основатель компании Филипп Джонстон считает, что орбитальные дата-центры смогут конкурировать с наземными по стоимости энергии, достигая уровня около 0,05 доллара за кВтч при условии, что стоимость запусков снизится до примерно 500 долларов за килограмм. Однако реализация этих планов напрямую зависит от готовности Starship, коммерческая эксплуатация которого ожидается не ранее 2028-2029 годов. Пока же отрасль сталкивается с серьезными технологическими и экономическими ограничениями. Высокая стоимость запусков и необходимость частых полетов делают космические вычисления дорогими, и лишь к 2030-м годам, по мнению экспертов, ситуация может измениться. В случае задержек компания планирует использовать ракеты Falcon 9, хотя это не позволит достичь конкурентных затрат на энергию. Бизнес-модель Starcloud предполагает два направления развития. В краткосрочной перспективе компания намерена предоставлять вычислительные мощности другим спутникам, как это уже происходит при обработке данных с аппаратов Capella Space. В долгосрочной перспективе, при снижении стоимости запусков, распределенные орбитальные центры обработки данных смогут взять на себя часть нагрузки наземной инфраструктуры. Несмотря на амбициозные планы, отрасль остается на ранней стадии развития. Например, количество передовых графических процессоров на орбите пока измеряется десятками, тогда как только в 2025 году Nvidia поставила около 4 миллионов таких устройств для наземных дата-центров. Даже крупнейшая спутниковая сеть Starlink производит около 200 мегаватт энергии, что значительно меньше по сравнению с более чем 25 гигаваттами строящихся центров обработки данных в США. Технологические вызовы включают не только энергоснабжение, но и охлаждение высокопроизводительных чипов, а также синхронизацию работы сотен и тысяч графических процессоров. Для этого потребуются либо крупные космические платформы, либо высокоскоростные лазерные каналы связи между спутниками. Дополнительные сложности связаны с надежностью оборудования: например, один из графических процессоров Nvidia A6000 вышел из строя при запуске. Помимо Starcloud, в этой области работают и другие компании, включая Aetherflux, проект Google под названием Project Suncatcher, а также Aethero, которая в 2025 году вывела на орбиту графический процессор Jetson. При этом значительную роль может сыграть сама SpaceX, которая уже рассматривает возможность создания масштабной сети из миллиона спутников для распределенных вычислений.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026