Физики создали материал, способный улавливать частицы темной материи

Международная группа учёных представила новый двумерный материал, обладающий редкими квантовыми и магнитными свойствами. Он может стать ключом к раскрытию одной из самых загадочных тайн Вселенной — существования аксионов, теоретических частиц, которые могут входить в состав тёмной материи.

Разработку представили исследователи из Королевского колледжа Лондона. По их словам, новый материал действует как радиоприёмник, улавливая слабые сигналы, возникающие при возможном прохождении аксиона через кристаллическую структуру вещества.

Основу новинки составляют соединения марганца, теллура и висмута. Эти сверхтонкие слои нарушают симметрию по времени и четности, что создаёт устойчивые квантовые колебания, схожие с поведением гипотетических аксионов. При прохождении таких частиц через материал возникает короткая вспышка света — и это можно зафиксировать с помощью токов, лазеров или высокоточных микроскопов.

Пока прямых доказательств существования аксионов нет. Но именно лёгкие частицы вроде них сейчас рассматриваются как потенциальные носители тёмной материи. Ранее сигналы, возможно указывающие на аксионы, фиксировала установка XENON1T, но более чувствительный детектор XENONnT этих данных не подтвердил.

Новый материал позволяет исследовать диапазон масс от 0,01 до 0,1 электронвольта, который ранее считался недоступным. Учёные надеются, что в ближайшие 10–15 лет они смогут либо подтвердить существование аксионов, либо исключить их из числа кандидатов на роль тёмной материи.