Команда ученых предлагает использовать алмазы для поиска таинственного вещества. Детекторы, содержащие кристаллы, могут обнаружить потенциальные частицы темной материи с относительно малыми массами, сообщают исследователи в «Physical Review» от 15 июня.

Темная материя — это неопознанное вещество, «темная лошадка», которую невозможно увидеть и очень сложно поймать. Она практически не взаимодействует с обычными частицами, в том числе не испускает и не поглощает фотоны. При этом очевидно, что она гравитационно влияниет на другие тела. Без темной материи нельзя объяснить многие явления в космосе, но еще сложнее дать ответ на вопрос, что она собой представляет. Наиболее популярной идеей была гипотеза о том, что темная материя состоит из субатомных частиц, известных как WIMP, или слабо взаимодействующих массивных частиц. Но поиски этих крупных «вимпов» – в том числе с помощью Большого адронного коллайдера – не увенчались успехом.

Теперь ученые ищут других претендентов на роль частиц темной материи, которые, однакого, были бы менее массивными. И тут в игру вступают алмазные детекторы, которые способны помочь поймать эти частицы. Кристаллы, охлажденные почти до абсолютного нуля (-273,15 °С), снабдят датчиками для обнаружения звуковых волн, которые могут возникнуть, когда частица темной материи врезается в атомное ядро или электрон в алмазе.

Ученые ранее делали подобные детекторы, используя другие типы кристаллов, такие как германий и кремний. Но у алмаза есть некоторые преимущества. Атомы углерода, из которых состоит алмаз, легче, чем атомы кремния или германия, поэтому детекторы алмазов могут обнаружить более легкие частицы темной материи, сталкивающиеся с атомными ядрами. А алмаз может быть сделан более чистым, чем другие кристаллы, состоящие в основном из одного типа или изотопа углерода. Это облегчает измерение вибраций, вызываемых потенциальными частицами темной материи, говорит соавтор исследования Ноа Курински, физик из Фермилаб в Батавии, штат Иллинойс.