MY.UAНовини
Найкращий детектор темної матерії: торій-229 допоможе виявляти сили, слабші за гравітацію в 10 трлн разів
Найкращий детектор темної матерії: торій-229 допоможе виявляти сили, слабші за гравітацію в 10 трлн разів

Найкращий детектор темної матерії: торій-229 допоможе виявляти сили, слабші за гравітацію в 10 трлн разів

Depositphotos

Ізраїльські та німецькі науковці вирішили використати торій-229 для розробки надточного ядерного годинника, здатного виявляти сили, в 10 трлн разів слабші за гравітацію.

Така чутливість може зробити цей годинник ідеальним інструментом для виявлення темної матерії. Фізики вже більше 100 років намагаються розкрити природу загадкової темної матерії, яка, як вважається, складає до 80% Всесвіту. Вчені дослідили велику кількість способів її виявлення — від спроб створення частинок темної матерії у прискорювачах, до пошуків слабкого космічного випромінювання. Однак ключові характеристки цієї таємничої субстанції досі залишаються невивченими.

Хоча темна матерія не взаємодіє зі світлом, вважається, що вона чинить тонкий вплив на звичайну матерію, однак сучасні прилади нездатні зафіксувати цю надтонку взаємодію. На думку експертів, створення надточного ядерного годинника може нарешті дозволити виявити темну матерію.

Цей годинник буде настільки точним, що навіть незначні відхилення у його русі могли б свідчити про наявність темної матерії, оскільки цей пристрій вимірюватиме час на основі коливань атомного ядра. Минулого року дослідні групи з Німеччини та Колорадо зробили важливий крок уперед, використовуючи радіоактивний ізотоп торій-229 на ранніх стадіях створення такого годинника.

Після того, як ізраїльські дослідники з групи теоретичної фізики професора Гілада Переса в Інституті Вейцмана ознайомились з успіхами американських та німецьких колег, вони вирішили внести власний вклад у створення цього пристрою та пошуки темної матерії. Спільно з німецькими науковцями вони опублікували дослідження щодо того, як темна матерія може впливати та тонко змінювати властивості ядра торію-229. 

Подібно до того, як гойдання дитини на гойдалках вимагає правильного моменту для підтримки плавного та рівномірного руху, атомне ядро також має оптимальну частоту коливань, яка зветься резонансною частотою. Випромінення саме на цій частоті може змусити ядро коливатись подібно до маятника між двома квантовими станами — ключовим та високоенергетичним. 

Більшість матеріалів мають високу резонансу частоту і для збудження ядра необхідне потужне випромінення. Однак у 1976 році науковці з’ясували, що торій-229 — побічний продукт американської ядерної програми, являє собо унікальне виключення.

Його власна резонансна частота доволі низька, щоб нею можна було керувати за допомогою лазерів, використовуючи відносно слабке ультрафіолетове випромінювання. Це робить торій-229 перспективним кандидатом для використання у інноваційному ядерному годиннику, у якому час вимірюватиметься шляхом коливання ядра атому між квантовими станами.

“Ядерний годинник міг би стати ідеальним детектором, здатним вловлювати сили, в 10 трильйонів разів слабше гравітації, і мати дозвіл, що в 100 000 разів перевищує дозвіл сучасних методів пошуку темної матерії”, — підкреслюють автори дослідження. 

Однак прогрес зупинився буквально на першому ж етапі, коли науковці спробували виміряти резонансну частоту торію-229 з максимальною точністю. Для визначення резонансної частоти ядра, фізики опромінюють його лазером з різною частотою і спостерігають, скільки енергії поглинає та випромінює ядро під час переходу між квантовими станами.

Протягом майже 50 років науковці не могли виміряти резонансну частоту торію-229 із достатньою точністю для створення ядерного годинника, однак у минулому році було зроблено одразу два важливі відкриття. Спочатку група з Національного інституту метрології Німеччини (PTB) опублікувала відносно точні виміри. Через кілька місяців група з Університету Колорадо опублікувала результати, які виявилися в кілька мільйонів разів точнішими. Теоретичні розрахунки, проведені під керівництвом доктора Вольфрама Ратцінгера з групи Переса, продемонстрували, що нові вимірювання можуть виявити вплив темної матерії, навіть якщо він у 100 млн разів слабіший за гравітацію.

“Нам все ще потрібна ще більша точність для розробки ядерних годинників. Але ми вже знайшли можливість вивчати темну матерію. У Всесвіті, що складається тільки з видимої матерії, фізичні умови та спектр поглинання будь-якого матеріалу залишалися б незмінними. Але оскільки темна матерія оточує нас, її хвильова природа може тонко змінювати масу атомних ядер і викликати тимчасові зрушення їх спектру поглинання. Ми припустили, що здатність виявляти найдрібніші відхилення в спектрі поглинання торію-229 з високою точністю може розкрити вплив темної матерії та допомогти нам вивчити її властивості”, — пояснює керівник групи ізраїльських дослідників Гілад Перес. 

 Як зазначає Ратцінгер, це область, у якій ще ніхто не проводив пошуки темної матерії. За його словами, розрахунки показують, що пошуку одних лише зсувів резонансної частоти недостатньо. Ратцінгер переконує, що для виявлення впливу темної матерії, необхідно виявити зміни по всьому спектру поглинання. 

“Хоча ми поки не виявили ці зміни, ми заклали основу для їхнього розуміння, коли вони з’являються. Виявивши відхилення, ми зможемо використовувати його інтенсивність і частоту, на якій воно проявляється, для розрахунку маси відповідальної за нього частки темної матерії. Пізніше під час дослідження ми також розрахували, як різні моделі темної матерії вплинуть на спектр поглинання торію-229. Ми сподіваємося, що це зрештою допоможе визначити, які моделі точні і з чого насправді складається темна матерія”, — додає Ратцінгер. 

Наразі лабораторії по всьому світу працюють над тим, щоб вдосконалити методи вимірювання резонансної частоти торію-229. Однак цей процес може зайняти ще не один рік. Якщо ядерний годинник буде нарешті створений, він призведе до революції в багатьох областях, включаючи наземну та космічну навігацію, зв’язок, управління енергомережами та наукові дослідження.

Найточнішим на сьогоднішній день пристроєм для вимірювання часу є атомний годинник, робота якого заснована на коливаннях електронів між двома квантовими станами. Він має високу точність, але також і один істотний недолік: він вразливий до електричних перешкод навколишнього середовища, які можуть вплинути на його точність.

На думку науковців, темна матерія складається з великої кількості субатомних частинок, маса кожної з яких щонайменше у тисячу разів менша за масу електрона. Ядерний годинник дозволив би виявляти неймовірно малі відхилення у своєму русі, тобто крихітні зрушення резонансної частоти, які могли б виявити вплив темної матерії.

Результати дослідження опубліковані у журналі Physical Review

Джерело: SciTechDaily

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Как почистить орехи без молотка за 5 минут
AgroNews
2026-10-20T19:21:53Z
Удача уже близко: эти четыре знака Зодиака с сегодняшнего дня ждут незабываемые изменения в жизни
Comments UA
2026-10-23T07:00:17Z
107-летний мужчина из Уэльса раскрыл секрет долголетия: что он ел всю жизнь?
MY.UA
2026-10-18T17:37:05Z
В чем ваша суперсила: астролог раскрыл тайные способности каждого знака зодиака
Gazeta UA
2026-10-22T03:03:59Z
Эти четыре знака зодиака влюбятся до конца года - их чувства будут взаимными
Gazeta UA
2026-10-30T04:03:31Z
Пирог, рогалики или тертое печенье — что приготовить из варенья
TSN
2026-10-30T03:09:48Z
Сколько можно хранить сырое мясо в морозилке: когда оно теряет вкус и качество
TSN
2026-10-25T06:12:17Z
Конец октября все изменит: три знака Зодиака окажутся на пороге новой жизни
Comments UA
2026-10-20T13:39:02Z
Гороскоп на сегодня, 23 октября: кому звезды подскажут верный шаг, а кому придется пересмотреть планы
Знай
2026-10-23T04:00:28Z
Черная точка в кругу: что это за дорожный знак и почему он сбивает с толку всех водителей
TSN
2026-10-18T14:06:09Z
Одна кнопка в авто усиливает запотевание окон: что не стоит делать в дождь
GlavRed
2026-10-19T14:36:45Z
Эти пятнадцать функций автомобиля удивят даже опытных водителей
TSN
2026-10-27T17:06:23Z
Porsche отказалась от электрического суперкара: причина удивит даже фанатов бренда
Фокус
2026-10-20T10:07:40Z
Гусеницы вместо колес: Toyota представила серию Snowhunter для глубокого снега
Фокус
2026-10-29T10:46:19Z
Забронированный номер не выдадут: какая ошибка водителя срывает регистрацию авто
Знай
2026-10-29T01:30:11Z
Забронированный номер не выдадут: водителей предупредили об ошибке с типом транспорта
Знай
2026-10-22T17:36:41Z
Операционная прибыль Porsche увеличилась в 43 раза
Корреспондент
2026-10-28T16:54:01Z
Aston Martin представил кабриолет-версию суперкара Valhalla
Корреспондент
2026-10-28T16:33:31Z
В этом продукте больше белка, чем в яйцах: что лучше есть на завтрак
TSN
2026-10-29T13:51:01Z
Не гречка и не овсянка: какую крупу врачи рекомендуют употреблять для регулирования сахара в крови
TSN
2026-10-25T16:09:00Z
В центре внимания уже не белок: какой новый тренд в питании набирает популярность
UAToday
2026-10-26T15:00:43Z
ТОП-9 продуктов, которые убивают сердце: один из них есть в каждом холодильнике
Comments UA
2026-10-22T20:09:19Z
Снижают холестерин и давление: 9 недорогих продуктов для крепкого сердца
TSN
2026-10-30T05:18:04Z
Что добавить в рацион после 50 лет: пять продуктов, которые укрепляют сердце, мозг и кости
Gazeta UA
2026-10-30T05:00:09Z
Скорлупа отвалится сама: как варить и чистить яйца, чтобы не повредить белок
GlavRed
2026-10-24T19:39:16Z
Не только инфаркт: что будет, если не лечить высокое давление
TSN
2026-10-26T09:48:26Z
Диабет и группа крови: исследователи обнаружили неожиданную связь
TSN
2026-10-21T17:33:37Z
Ада Роговцева в 89 стала лицом украинского бренда CHER’17: четыре роскошных образа
Знай
2026-10-25T17:06:27Z
Известная украинская звезда перенесла операцию по уменьшению желудка и назвала желаемый вес
TSN
2026-10-24T07:22:19Z
Екатерина Кузнецова ошеломила заявлением о пенсиях украинских актеров
TSN
2026-10-27T19:36:37Z
Лилия Подкопаева приехала в Украину из США: как выглядит 48-летняя олимпийская чемпионка
TSN
2026-10-23T16:21:47Z
Тест на IQ: нужно найти 3 отличия на картинке художника у холста за 79 с
GlavRed
2026-10-30T02:06:30Z
Виктория Тернер похвасталась фигурой в игривом белом комплекте: фото
Gazeta UA
2026-10-29T22:36:38Z
Резервистка армии Израиля устроила эротическую фотосессию
Gazeta UA
2026-10-23T21:33:01Z
Дмитрий Гордон на редком фото показал, как выглядят его родители
TSN
2026-10-22T11:09:54Z
Соло "гуманиста": у агрессора намечается новый опасный для мира излом
Gazeta UA
2026-10-25T10:36:38Z
РФ собрала 40 тысяч войск у границы и готовит штурмы: какая область Украины под угрозой
Comments UA
2026-10-23T08:42:05Z
Пенсию приостановят с 2027: украинцам дали время до 31 декабря
Знай
2026-10-22T18:33:26Z
Скоропостижно скончался 46-летний Галустян: в соцсетях появился некролог
GlavRed
2026-10-25T15:27:03Z
23 октября – какой сегодня церковный праздник, что сегодня нельзя делать, приметы и традиции этого дня
Комсомольская правда
2026-10-23T02:34:37Z
КНДР будет развивать беспилотные технологии
Gazeta UA
2026-10-30T05:06:32Z
Какой церковный праздник 30 октября: что сегодня считается добрым знаком
Comments UA
2026-10-30T04:51:56Z
107-летняя бабушка раскрыла секрет долголетия: каждый день она ест одинаковое блюдо
TSN
2026-10-21T15:06:55Z
Елена-Кристина Лебедь и Павел Розенко восемь лет вместе: как тайно обручились и почему не женятся
TSN
2026-10-23T04:51:00Z
РФ вдруг перестала запускать "Калибры" с моря: в чём причина
Comments UA
2026-10-26T18:27:53Z
Отмечал день рождения дочери и изнасиловал ребёнка: в Одесской области задержали 32-летнего мужчину
TSN
2026-10-21T17:24:43Z
Подвергаетесь опасности и штрафу: что категорически нельзя в квартире
Знай
2026-10-24T10:21:29Z
На западе Украины жителей села призывают покинуть свои дома — что произошло
TSN
2026-10-18T07:06:25Z
Мужчину арестовали после разговора с искусственным интеллектом: что он рассказал чату
TSN
2026-10-22T22:33:48Z
В Киеве упали обломки БПЛА, возник пожар
Новости Украины
2026-10-30T05:36:54Z
В США в воздухе столкнулись два вертолета. Есть погибшие
ZN UA
2026-10-30T04:54:45Z
В Подмосковье атакован "75 Арсенал": что известно о предприятии Минобороны РФ
Фокус
2026-10-22T05:31:21Z
"Черный четверг": атака РФ унесла жизни 19 украинцев в Днепре, Кременчуге и Чернигове
Фокус
2026-10-29T17:42:47Z
РФ ударила по образовательной инфраструктуре Украины - повреждены университеты в Киеве, Кременчуге и Умани
Комсомольская правда
2026-10-21T11:40:58Z
В Раде ошеломили: как одна фраза Зеленского остановила мирные переговоры
Comments UA
2026-10-22T22:21:04Z
Только после этого у Путина исчезнет желание воевать: эксперт ошарашил категорическим ультиматумом
Comments UA
2026-10-21T09:12:44Z
Сестра Ефросининой показала избитую дочь: внучку Ющенко
GlavRed
2026-10-25T16:51:16Z
"На кого работает президент Украины?" В Раде раскритиковали заявление Зеленского
Comments UA
2026-10-23T21:12:56Z
Вашингтон готовит новый подарок Путину: какие санкции собираются снять США
Comments UA
2026-10-30T05:45:14Z
«Вы отвратительный, приведите себя в форму»: Трамп набросился на журналиста из-за вопроса о здоровье
TSN
2026-10-30T05:40:26Z
Кремль пойдет на самый жесткий шантаж Украины и США: эксперт ошарашил кровавым замыслом Путина
Comments UA
2026-10-29T16:48:04Z
У Путина сказали, кто помешал США принудить Украину к капитуляции в войне
TSN
2026-10-25T13:09:34Z
Три часа тет-а-тет с Путиным: что Уиткофф привез в Кремль и чем всё закончилось
GlavRed
2026-10-21T16:18:08Z
Аномальное тепло возвращается в Украину: синоптик назвал даты смены погоды
GlavRed
2026-10-25T14:12:46Z
Ноябрь станет большим шоком для украинцев: этот прогноз синоптиков удивит каждого
Comments UA
2026-10-23T17:24:55Z
Света не будет по несколько дней: каким городам и областям Украины грозит длительный блэкаут
Comments UA
2026-10-23T16:57:16Z
В Киеве введены экстренные отключения — где не будет света
TSN
2026-10-29T07:45:07Z
Россияне нанесли ракетный удар по промышленному предприятию в Полтавской области
Новости Украины
2026-10-30T05:03:16Z
Синоптики порадовали прогнозом на пятницу
Gazeta UA
2026-10-30T04:27:43Z
Под чешским городом лежит золотой клад на миллиарды: почему местные власти выступили против его добычи
Comments UA
2026-10-21T18:15:10Z
Киев атакуют реактивные дроны: в столице слышны взрывы
Знай
2026-10-24T12:57:36Z
Украинских военных расстреляли за отказ перейти на сторону врага
Gazeta UA
2026-10-25T09:48:28Z
Все вокзалы под прицелом: в УЗ объяснили, как произошла трагедия с 14 погибшими в Днепре
Фокус
2026-10-29T18:03:31Z
Газ перекроют прямо в квартире: за какие нарушения отключают даже без долгов
Знай
2026-10-23T02:37:01Z
Масштабный коллапс в аэропортах и не только: что известно о новой атаке на Москву
Comments UA
2026-10-24T16:27:37Z
Пенсия не ниже 6 197 гривен: кому государство гарантирует такие выплаты
Знай
2026-10-26T21:21:03Z
Крупнейшие сети потеряли миллиарды: что это изменит на полках
Знай
2026-10-30T05:45:17Z
Государство берёт коммуналку на себя: кому какая скидка и какой доход всё портит
Знай
2026-10-30T04:57:54Z
Налог на денежные переводы от родственников: кому и в каких случаях придется платить
TSN
2026-10-23T05:06:06Z
Тарифы на газ с 1 ноября: что изменится в счетах украинцев и к чему следует подготовиться
TSN
2026-10-22T06:45:18Z
Свет будут отключать в пятницу с 6 утра до полуночи: Укренерго ввело графики на 1–2 очереди
Знай
2026-10-23T01:51:50Z
В первой телевизионной рекламе Grand Theft Auto VI не нашлось места для упоминания Xbox Series X|S
GameMag
2026-10-21T18:33:15Z
ТЦК требует показать смартфон: что нужно знать при проверке
Знай
2026-10-26T08:52:02Z
Вместо лекарств - крошечный имплант: ученые нашли новый способ бороться с диабетом 2-го типа
Comments UA
2026-10-28T07:42:19Z
Скорпионы, Тельцы, Львы и Водолеи выйдут из чёрной полосы: Плутон возобновил прямое движение
Знай
2026-10-22T12:06:03Z
Свет вернулся - техника сгорела: как спасти холодильник и котел за несколько сотен гривен
Знай
2026-10-30T03:36:06Z
В Испании раскопали неизвестную ранее оборонительную систему культуры Эль-Аргар
Gazeta UA
2026-10-29T23:33:56Z
Новая эволюция: Гейтс назвал появление ИИ скачком «от обезьян к людям»
ZN UA
2026-10-25T18:13:53Z
Космическое домино: Маск сделал новое заявление о страхе за свой Starlink
Новости Украины
2026-10-25T15:21:49Z
60 лет назад урановый рудник законсервировали и считали безопасным: оказалось, это не так
Фокус
2026-10-25T14:51:51Z
Тренер сборной уже знает, кого вызовет: что показало дерби Шахтер — Динамо
Знай
2026-10-28T06:12:35Z
Элина Свитолина "кинула" Монфиса по телефону — СМИ
TSN
2026-10-21T21:27:42Z
"Унизил Америку так, как никто за 80 лет": легенда НХЛ разнес посланника Трампа через Путина
Comments UA
2026-10-22T09:12:58Z
Человек с двумя сердцами: в Луцке простились с легендарным футболистом Романом Максимюком
Знай
2026-10-24T14:36:55Z
Умерла легендарная украинская легкоатлетка и финалистка Олимпиады
Корреспондент
2026-10-30T05:39:54Z
Судаков радует Бенфику вторым голом в сезоне
Корреспондент
2026-10-29T22:49:22Z
«Динамо» разгромило «Кудровку» 3:1 в дебюте Кендзерека: травма Петряка и два автогола
Знай
2026-10-24T18:57:07Z
Бывший главный тренер сборной Украины возглавил клуб УПЛ
ZN UA
2026-10-24T15:39:18Z
Сборные США и России могут провести товарищеский матч по футболу
ZN UA
2026-10-23T14:05:36Z