Ученые: Магнит, плавающий в сверхпроводнике, может навсегда изменить физику

• 29.05.2025, 14:51

Физики переделали эксперимент.

Темную материю, которая занимает большую часть массы Вселенной, никогда не видели, но многие аспекты космоса указывают на то, что она существует. Физики переделали эксперимент, изначально предназначенный для обнаружения гравитации, в котором использовался плавающий магнит в сверхпроводящей ловушке. Они считают, что этот магнит поможет обнаружить темную материю, что изменит физику навсегда.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет Popular Mechanics.

Темная материя, которая помогает существовать, как считается, всей структуре Вселенной, остается неуловимой. Ученые использовали разные способы, от сверхчувствительных подземных детекторов до поиска странных особенностей космических лучей, чтобы напрямую наблюдать хотя бы одну частицу темной материи. Но пока ничего не вышло.

Физикам известно, что темная материя оказывает гравитационное влияние на обычную материю, а значит, скорее всего ее частицы имеют массу. Когда гравитационные силы, оказываемые телами в космосе, выходят за рамки ожидаемых, темная материя является объяснением этой аномалии.

Авторы нового исследования считают, что темная материя может проявить себя и иным способом. Физики придумали новый метод обнаружения темной материи, которая может состоять из очень легких частиц с помощью эксперимента, который изначально использовался для измерения гравитации.

Этот метод использует магнит, плавающий в камере из сверхпроводящего материала. При достаточном охлаждении для перехода в состояние, в котором они могут проводить электричество без сопротивления, сверхпроводники выпускают магнитные поля и, следовательно, отталкивают магниты. Это объясняет, почему магнит в середине сверхпроводящей ловушки будет плавать прямо посередине. Он отталкивается во всех направлениях, и больше ему некуда идти.

Физики считают, что темную материю можно обнаружить таким образом из-за ее квантовой природы, то есть она, как предполагается, ведет себя и как частица, и как волна. Темная материя может взаимодействовать обычной материей только с помощью гравитации. Если какая-либо темная материя приблизится к плавающему магниту, то гравитационное влияние, которая она оказала, заставит магнит колебаться.

Ученые использовали квантовое устройство для обнаружения любого смещения магнитных полей, которое могло бы произойти, если бы гравитация от невидимого источника взаимодействовала с магнитом.

Пока что во время эксперимента физики не обнаружили темную материю, но считают, что этот метод поможет обнаружить ее в будущем. Ученые планируют обновить эксперимент и оптимизировать его для обнаружения темной материи вместо гравитации.

Некоторые из изменений включают максимальную чувствительность к массе, использование более тяжелого магнита и снижение вибраций в сверхпроводящей ловушке. Также планируется модернизировать квантовое устройство, чтобы оно лучше обнаруживало изменения в магнитном поле.