В квантовых устройствах пока не нашли темную материю

Физики из США установили новый предел на сечение рассеяния частиц темной материи в диапазоне энергий от 10 мегаэлектронвольт до 10 гигаэлектронвольт. Для этого они проанализировали данные измерения мощности одиночных квазичастичных устройств. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

По современным представлениям обычная материя, которая состоит из известных нам элементарных частиц, составляет лишь около пяти процентов всей массы-энергии Вселенной. Остальное приходится на темную энергию и темную материю. Последней должно быть примерно в пять раз больше обычной материи, чтобы обеспечить наблюдаемые астрономические явления: аномально высокие скорости вращения внешних областей галактик и гравитационное линзирование. Из чего состоит темная материя, на сегодняшний день неизвестно. Наиболее вероятной считается модель холодной темной материи, состоящей из массивных слабовзаимодействующих частиц. Однако до сих пор темную материю в экспериментах зарегистрировать не удалось, поэтому ученые разрабатывают новые методики ее поиска, а также предлагают другие теории ее состава.

Физики Анирбан Дас (Anirban Das), Ной куринский (Noah Kurinsky) и Ребекка Лин (Rebecca K. Leane) из Национальной лаборатории SLAC и Стенфордского Университета установили новый предел на параметры темной материи в области малых масс. Ученые проанализировали данные измерений влияния туннелирования частиц на декогеренцию трансмонного сверхпроводящего кубита из алюминия, а также сверхпроводящего квантового резонатора. В обоих случаях физики сравнивали зарегистрированный поток мощности в этих устройствах с ожидаемым потоком квазичастиц, гипотетически индуцированным частицами темной материи.

В результате ученые установили пределы на величину сечения взаимодействия частиц темной материи из галактического гало в области от 10 мегаэлектронвольт до 10 гигаэлектронвольт. Кроме того, физикам удалось ограничить параметры термализованной темной материи.

Ученые отмечают, что полученные пределы в большей области параметров перекрываются с результатами других экспериментов, однако чувствительность такого типа детекторов может быть улучшена, если удастся уменьшить внешний фон.

Физики ищут все новые способы для поиска частиц темной материи. Например, недавно мы писали, как ультралегкую темную материю ограничили при помощи атомных часов.