В России до 2030 года запустят установку для поиска темной материи на основе счетчиков одиночных фотонов

Российские физики готовятся к охоте на неуловимую субстанцию. Старший научный сотрудник ИЯИ РАН Петр Сатунин сообщил ТАСС о планах до 2030 года построить установку для поиска частиц темной материи, на долю которой приходится около 75% массы Вселенной. В основе детектора — счетчики одиночных фотонов нижегородских ученых и криостат для сверхнизких температур.

Темная материя — одна из главных загадок современной физики. Эта невидимая субстанция составляет примерно 75% всей массы Вселенной, но до сих пор не поймана ни одним прибором. Российские ученые намерены исправить эту ситуацию.

Старший научный сотрудник Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН Петр Сатунин сообщил ТАСС, что до 2030 года в России планируется построить установку для поиска частиц-кандидатов темной материи. В основе комплекса — счетчики одиночных фотонов, разработанные коллегами в Нижегородском техническом университете и Институте физики микроструктур.

Почему именно они? Эти устройства имеют очень маленькое время ложных срабатываний, что критически важно для детектирования редчайших событий. Ученые рассчитывают зафиксировать сигнал от темной материи после того, как она перейдет в фотоны в магнитном поле.

В 2025 году Нобелевская премия по физике была присуждена за открытие макроскопического квантового туннелирования — эффекта, на основе которого работают эти счетчики. Теперь технология найдет практическое применение в фундаментальной науке.

Для снижения шумов в состав комплекса войдет криостат растворения — криогенное устройство для поддержания сверхнизких температур. Одна такая установка уже есть в Нижнем Новгороде, планируется приобрести еще одну. Внутри будет размещен маленький резонатор (диаметром 2 см, длиной 10 см) и магнит. Прототип резонатора уже создан, запуск возможен в ближайшие два года.

Ученые ищут аксионы — гипотетические сверхлегкие частицы, которые считаются главными кандидатами на роль составляющих темной материи. Наблюдения гравитационных полей галактик указывают на то, что такая частица должна существовать, но ни одна частица Стандартной модели не подходит. Если российские физики поймают аксион, это перевернет представления о мироздании.