Головна > Наука

Плутоній охолодили майже до абсолютного нуля, щоб шукати частинку темної матерії

Сьогодні,   13:30    184

У Lawrence Livermore National Laboratory використали радіоактивний плутоній‑241 як дуже точний «лічильник» невидимої енергії, щоб шукати hypothetical sterile neutrino — частинку, яка може бути компонентом так званої теплої темної матерії. Перший 10-денний запуск Magneto‑ν нічого не знайшов, але дав найточніше на сьогодні вимірювання енергії бета-розпаду plutonium‑241 і показав, що метод здатний перевіряти маси в потрібному діапазоні.

Темну матерію не спостерігають безпосередньо, але її гравітація необхідна для пояснення структури галактик і руху матерії на великих масштабах.

Одна з гіпотез пов’язує її з sterile neutrinos — важчими родичами звичайних нейтрино.

Останні новини:  У музейній колекції знайшли морську істоту віком 450 мільйонів років — із м’якими тканинами

Звичайні neutrinos надзвичайно слабко взаємодіють із речовиною.

Sterile neutrino, якщо існує, взаємодіяла б ще слабше й могла мати масу в kiloelectronvolt range.

Прямо ловити таку частинку дуже складно.

Magneto‑ν використовує протилежну стратегію — намагається відновити енергію того, чого детектор не бачить.

Коли атом plutonium‑241 переживає beta decay, він перетворюється на americium‑241.

Одночасно вилітають електрон та antineutrino.

Загальна енергія розпаду відома.

Якщо дуже точно виміряти енергію електрона й recoil americium atom, різниця покаже, скільки енергії забрало невидиме antineutrino.

Останні новини:  Штучний інтелект виявив шість загадкових зон біля ядра Землі

Якщо інколи народжується важке sterile neutrino, частина енергії повинна піти на її масу.

У спектрі це проявилося б як крихітний kink — злам або додаткова структура.

Plutonium‑241 зручний тому, що середня енергія його beta electrons становить приблизно 5 keV, тобто лежить у діапазоні, цікавому для warm dark matter.

Джерело помістили в magnetic microcalorimeter.

Кожен розпад трохи нагріває детектор.

Цю мінімальну зміну температури реєструє superconducting quantum interference device, або SQUID.

Система працює при температурі близько 0,01 Kelvin.

Такий холод потрібен, щоб навіть мікроскопічне виділення енергії давало вимірювану температурну зміну.

Останні новини:  Менше цукру в перші 1000 днів життя пов’язали з нижчим ризиком деменції через десятиліття

Під час першого 10-денного запуску ознак важкого neutrino не з’явилося.

Проте фізики отримали дуже точний beta spectrum і зменшили низку systematic uncertainties, пов’язаних із джерелом і моделлю детектора.




Наступні версії експерименту планують зробити більшими — з масивами сенсорів і довшим часом вимірювання.

Нульовий результат першого етапу тому не закриває гіпотезу, а задає межі й перевіряє інструмент, яким її можна тестувати значно жорсткіше.

https://phys.org/news/2026-08-plutonium-probe-universe-magneto-advances.html