В Саутгемптонском университете исследователи разрабатывают инновационный подход, который заключается в левитации ультратонких листов графита в условиях микрогравитации. Эта тонкая установка будет использоваться для измерения крошечных аномалий — тонких сил, которые могут дать ключ к разгадке природы темной материи.

Космическая тайна, которая продолжает ускользать от обнаружения

«Темная материя остается одним из фундаментальных вопросов, на которые ученые до сих пор пытаются найти ответ — она диктует структуру нашей Вселенной, но до сих пор не обнаружена», — объясняет физик Тим Фукс из Саутгемптонского университета. «Существует множество теорий о том, чем может быть темная материя, но ни один эксперимент на Земле еще не приблизился к ее обнаружению».

Наблюдения за галактиками выявили серьезное несоответствие: количество видимой материи слишком мало, чтобы учесть действующие гравитационные силы. То, как вращаются галактики и как массивные объекты искривляют пространство-время, указывает на то, что темная материя должна превосходить обычную материю в соотношении шесть к одному.

Однако, несмотря на десятилетия поисков, ее точная природа остается неуловимой. Он не излучает свет, не взаимодействует с обычной материей никаким известным способом и до сих пор избежал прямого обнаружения.

Новый подход: Поиск «темного ветра

Для решения этой задачи Фукс и его команда готовятся запустить свой эксперимент на борту спутника Jovian-1, который будет вращаться вокруг Земли в течение двух лет после его запланированного запуска в 2026 году.

Если темная материя будет достаточно плотной в космосе, команда рассчитывает наблюдать «темный ветер» — легкое давление на взвешенные частицы графита. Измерение этого движения может стать первым прямым обнаружением темной материи.

На аппарате Jovian-1, размером примерно с коробку из-под обуви, будут проводиться многочисленные эксперименты, разработанные студентами Саутгемптонского университета, Университета Портсмута и Университета Суррея. Хотя результаты будут готовы только через некоторое время, эксперимент может изменить подход ученых к поиску темной материи.

В случае успеха этот эксперимент может стать поворотным пунктом в нашем понимании космоса, открывая путь к совершенно новому исследованию невидимых сил, формирующих нашу Вселенную.

Эксперимент на Jovian-1 использует левитирующие графеновые листы, изолированные от внешних вибраций и электромагнитных помех. Лазерные интерферометры отслеживают малейшие смещения листов, позволяя выявить даже слабые взаимодействия с гипотетическими частицами темной материи. Микрогравитация устраняет влияние гравитации Земли, позволяя графеновым листам свободно реагировать на любое давление со стороны «темного ветра».

Ученые надеются, что даже отрицательный результат эксперимента будет ценным. Отсутствие обнаружения «темного ветра» позволит исключить определенные теории о природе темной материи и сосредоточить поиски в других направлениях. Этот итеративный процесс, основанный на эмпирических данных, является краеугольным камнем научного прогресса.

Успех эксперимента Jovian-1 потенциально открывает новые горизонты в понимании фундаментальных законов физики. Обнаружение темной материи позволит создать более полную картину Вселенной, в которой обычная материя — лишь малая ее часть. Это может привести к новым технологиям и открытиям, которые сейчас трудно даже представить.