Для поисков темной материи предложили отправить к Солнцу атомные часы

Вещество, из которого сложены галактики, планеты и живые существа, составляет лишь малую часть нашей Вселенной. Куда больше в ней содержится темной материи, которая остается невидимой и проявляется лишь гравитационным влиянием на обычную материю, на движения далеких звезд и галактик. Из чего она состоит, неясно, и все попытки обнаружить темную материю в экспериментах остаются безуспешны.

Однако физики изобретают все новые способы найти ее — например, используя обычные радары или крошечные маятники. А в новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, озвучена еще одна оригинальная идея: использовать сверхточные атомные часы, отправив их как можно ближе к Солнцу, где плотность темной материи должна быть максимальной во всей Солнечной системе, а ее проявления особенно заметны. Некоторые модели темной материи показывают, что под ее влиянием определенные фундаментальные частицы и взаимодействия могут менять свое поведение. Именно на это поведение опирается работа атомных часов. Для сверхточного отслеживания времени они фиксируют регулярные переходы частиц между разными энергетическими состояниями, которые сопровождаются испусканием фотонов. В присутствии достаточных количеств темной материи разница между энергетическими состояниями может меняться, что скажется на частоте осцилляций в атомных часах. Именно эти изменения могут стать первым экспериментальным свидетельством ее существования. «Чем больше темной материи вокруг, тем сильнее осцилляции, — подчеркнул Джошуа Эби (Joshua Eby), один из авторов новой работы, — поэтому локальная плотность темной материи очень важна для анализа сигнала». Поэтому Эби и его коллеги предлагают отправить атомные часы поближе к Солнцу. Ученые подчеркивают, что все необходимые для этого технологии уже существуют. Атомные часы активно применяют на спутниках — например, в аппаратах систем глобальной навигации. А для работы в непосредственной близости от Солнца разработаны эффективные тепловые экраны. Таким пользуется зонд Parker, который наблюдает за звездой с экстремально тесной орбиты и иногда даже «ныряет» в ее раскаленную корону.