Исследователи из Гарварда и Лондона впервые воссоздали поведение аксиона в материале. Это приближает науку к разгадке тёмной материи — одной из главных тайн Вселенной.
Физики из Гарвардского университета и Королевского колледжа Лондона создали в лаборатории квазичастицу, которая ведёт себя как аксион — гипотетическая частица, претендующая на роль компонента тёмной материи. Аксион никогда не удавалось зафиксировать напрямую, но его математическая модель хорошо вписывается в современную физику.
Ученые использовали сверхтонкий материал и заставили электроны двигаться в нём с нужной синхронностью. Так они собрали систему, которая копирует свойства аксиона — причём настолько точно, что теперь можно изучать его поведение без доступа к самому аксиону. Это первый подобный эксперимент.
«Аксиона у нас пока нет, но наша частица ведёт себя почти так же. Мы можем наблюдать, как он взаимодействует с магнитным полем и меняется во времени — в природе таких условий не найти», — объясняет физики Суйян Сюй.
Впервые идею имитировать аксион в материале предложили в 2010 году, но раньше никто не справлялся с реализацией. Новый эксперимент открыл путь к будущим лабораторным моделям тёмной материи.
Помимо космологии, такая разработка может пригодиться в квантовых технологиях и новых типах материалов. Умение управлять квазичастицами с нужными свойствами даёт физикам мощный инструмент — и это только начало.
