Физики адаптировали классический эксперимент восемнадцатого века с клеткой Фарадея для поиска гипотетических миллизаряженных частиц, которые могут составлять значительную часть таинственной темной материи. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Physical Review Letters.
Группа исследователей из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета разработала изящный метод обнаружения объектов, чей электрический заряд составляет всего одну миллионную часть от заряда электрона. Современная наука пытается поймать такие частицы на гигантских и дорогостоящих коллайдерах, однако высокая скорость и колоссальная энергия пуков мешают зафиксировать столь слабое электромагнитное взаимодействие. Вместо этого авторы новой работы обратились к фундаментальным законам электростатики и переосмыслили знаменитый опыт Чарльза Кулона и Майкла Фарадея.
Ученые использовали принцип идеального экранирования внутри замкнутой металлической сферы. Они подали мощное переменное напряжение на внешнюю оболочку экспериментальной установки, создав сильное электрическое поле. Согласно классической физике, обычные заряженные частицы не могут проникнуть сквозь этот барьер, и поле внутри сферы должно оставаться нулевым. Однако миллизаряженные частицы из-за своего ультраслабого взаимодействия способны беспрепятственно проходить сквозь стенки клетки Фарадея. Внутри экрана эти призрачные объекты слегка смещаются под действием внешних сил и создают вторичный, едва заметный электрический ток, который физики могут зарегистрировать сверхчувствительными усилителями.
Лабораторные расчеты показали, что эта простая настольная установка превосходит по эффективности поиска крупные ядерные ускорители в определенных энергетических диапазонах. Методика позволяет исследователям наложить самые строгие ограничения на параметры существования темной материи за всю историю наблюдений. Ученые уже приступили к сборке первого прототипа детектора и планируют запустить полноценный поиск скрытого электрического заряда Вселенной в ближайшие месяцы.
Обложка: magnific
