Российские физики разработали новый материал — основу для детектора легкой темной материи. Антиферромагнитный топологический изолятор позволит создать аксионные изоляторы, способные захватывать частицы легкой темной материи. Научная статья с результатами исследования еще не опубликована, о разработке пишет ТАСС со ссылкой на сообщение пресс-службы Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ).
Еще в 1930-х годах астрономы заметили, что галактики движутся намного быстрее, чем должны были, исходя из наблюдаемой массы. Расчеты показали, что в действительности они содержат намного больше массы, чем можно увидеть с помощью телескопов — этот гипотетический невидимый материал получил название темная материя.
С тех пор астрономы пытаются определить, из каких частиц состоит темная материя. Считалось, что она может состоять из темных фотонов, аксионов, слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), макрочастиц с массами в масштабе карликовой планеты и даже типа скалярных частиц старше, чем Большой взрыв.
Теперь часть исследователей предложили сосредоточиться на поиске аксионов — сверхлегких частиц, которые по своим свойствам и массе должны быть похожи на нейтрино.
Для создания детекторов аксионов требуются особые материалы, которые могли бы использоваться в качестве основы для аксионного изолятора. Исследователям из СПбГУ удалось обнаружить такой материал и синтезировать его из соединения марганца, висмута и теллура.
«Есть теоретическая работа, которая говорит о том, что на основе нашего материала можно сделать так называемый аксионный изолятор, ключевой компонент детектора темной материи. Это очень неожиданно, но такие работы могут появляться, потому что свойства у материала совершенно новые и уникальные»
Илья Климовских, ведущий автор исследования
Ранее исследователи из Токийского университета предложили использовать гравитационно-волновые обсерватории для поиска и изучения следов легкой темной материи — аксионов.