Учёные из Технологического университета Наньян (Сингапур) разработали инновационный способ, который может помочь в изучении темной материи — таинственного вещества, составляющего около 85% всей материи во Вселенной. Подробности исследования опубликованы в журнале Science.
Специалисты создали уникальные кристаллы из железоиттриевого граната, которые позволяют фотонам вести себя подобно гипотетическим частицам темной материи — аксионам.
Темная материя, по мнению ученых, играет роль невидимого связующего вещества, удерживающего галактики от распада. Однако обнаружить её крайне сложно, поскольку частицы этого вещества практически не взаимодействуют с обычной материей и не излучают свет. Среди множества гипотетических частиц, из которых может состоять темная материя, наибольший интерес представляют аксионы.
Команда под руководством профессора Чжана Байле обнаружила, что световые частицы — фотоны — могут демонстрировать свойства аксионов при прохождении через созданные кристаллические структуры. Эти материалы обладают особыми магнитными и оптическими характеристиками, благодаря которым фотоны свободно перемещаются в трехмерном пространстве без значительных потерь энергии.
Профессор Чжан отметил, что проведенные эксперименты подтвердили возможность имитации поведения аксионов с использованием таких кристаллов. Кроме того, эти материалы способны усиливать слабые сигналы, возникающие при преобразовании аксионов в фотоны под влиянием сильного магнитного поля. Это открытие может не только продвинуть поиск темной материи, но и найти применение в развитии технологий квантовой обработки данных.
