|  | 5 июля 2012 | Новости науки и техники

Ученые работают над созданием детектора темной материи, изготовленного из золота и специальной ДНК.

Темная материя


На долю темной материи, как предполагают некоторые ученые, приходится порядка 84 процентов от общего количества материи, существующей во Вселенной. Но в настоящее время ученые не имеют ни малейшего понятия, что представляет собой темная материя, людям еще никогда не удавалось увидеть ни одной частицы этой загадочной субстанции. Группа ученых-физиков и ученых-генетиков, собравшаяся для создания нового детектора, собирается с помощью него определить следы темной материи, прибывающей к нам из центра Вселенной. И этот детектор будет изготовлен из золотых листов и специально изготовленных молекул ДНК.

Большинство ученых-астрофизиков считает, что темная материя состоит из массивных частиц, слабо взаимодействующих с окружающей средой (Weakly Interacting Massive Particles, WIMP). Частицы WIMP не поглощают и не излучают электромагнитные волны, они не имеют электрического заряда. За исключением массы, эти частицы весьма похожи на нейтрино, которые проходят через обычную материю, практически с ней не взаимодействуя.

Теоретически, для того, что бы обнаружить WIMP-частицы, можно использовать такие же методы, которые применяются для обнаружения нейтрино. Взяв под контроль большую массу вещества, можно надеяться, что удастся зарегистрировать всплеск энергии, вызванный столкновением частицы с ядром атома. Для обнаружения нейтрино обычно используют огромные подземные полости, заполненные водой, но для обнаружения темной материи, WIMP-частиц, требуется немного другой подход.

Команда ученых-биологов и ученых-астрофизиков из Мичиганского университета и Гарвардского университета соответственно разработала способ обнаружения частиц темной материи, используя молекулы ДНК со специальной последовательностью генов и тонкие листы из чистого золота. Основой детектора является горизонтальный тонкий золотой лист, на нижней части которого "висит" лес из длинных цепочек ДНК. Все нити ДНК абсолютно идентичны за исключением некоей уникальной метки, находящейся в ее нижней части.

Структура детектора WIMP-частиц


Когда WIMP-частица столкнется с ядром золота в верхней части датчика, это ядро с большой скоростью пройдет сквозь "лес" ДНК, на ходу срезая свисающие цепочки. Срезанные части ДНК падают вниз и скапливаются в специальном поддоне для дальнейшего анализа. Уникальные идентификаторы позволят ученым выяснить, в каком месте датчика находилась данная нить, а точка разрыва генетической последовательности покажет точную траекторию движения ядра золота, выбитого из листа столкновением с WIMP-частицей. Направление движения ядра золота позволит ученым выяснить направление, из которого прибыла WIMP-частица.

Рабочий вариант детектора WIMP-частиц будет состоять из нескольких слоев золото-ДНК для того, что бы увеличить чувствительность детектора и отфильтровать космические лучи и фоновое излучение. С учетом того, что для создания такого датчика, объем которого приблизительно будет равен объему кирпича, потребуется не менее килограмма золота, создание такого детектора будет намного более дешевым, чем создание детекторов, обладающих такими же возможностями и основанными на иных физических принципах.

Так почему же так важно получить информацию о направлении движения WIMP-частиц? Одна из теорий о темной материи утверждает, что WIMP-частицы движутся к нам исключительно из центра Вселенной. Если это верно, то направление, которое будет регистрировать новый детектор, должно будет меняться в соответствии с движением Земли вокруг Солнца и текущим временем суток, так как Земля еще и вращается вокруг своей оси. Так как датчик будет регистрировать направление движения WIMP-частиц весьма точно, то его измерения должны иметь циклический характер.

И в случае обнаружения такой суточной и месячной цикличности можно будет заявить: "Да, мы наконец нашли эту загадочную темную материю!".




Ключевые слова:
Темная, Материя, Вселенная, WIMP, Частица, Детектор, Золото, Ядро, Столкновение, ДНК, Метка

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Самый высокочувствительный датчик WIMP-частиц эксперимента XENON1T начал вы ...
  • Высокоточная рекалибровка датчика LUX позволит обнаружить неуловимую темную ...
  • PandaX - самый глубокий эксперимент, направленный на обнаружение частиц тем ...
  • DarkSide-50 - новый эксперимент по поискам частиц неуловимой темной материи
  • Ученые-физики нашли темную материю - она повсюду, она окружает нас.




  • 5 июля 2012 08:30
    #1 Написал: протез сна

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    какой ещё "исключительный центр вселенной?!" автор астрономию в школе не изучал? или пропогандирует научный поиск бога в целях имперского центризма и насаждения рабских идей иерархии?
    Когда расширяется что-нибудь привычное, например, влажное пятно или Римская империя, то они становятся больше, их границы раздвигаются, и они начинают занимать больший объём в пространстве. Но Вселенная не имеет физических ограничений, и ей некуда двигаться.

    Расширение нашей Вселенной очень похоже на надувание воздушного шара. Расстояния до далёких галактик увеличиваются. Обычно астрономы говорят, что галактики удаляются или убегают от нас, но не перемещаются в пространстве, как осколки „бомбы Большого взрыва“. В действительности расширяется пространство между нами и галактиками, хаотически движущимися внутри практически неподвижных скоплений. Реликтовое излучение заполняет Вселенную и служит системой отсчёта, подобной резиновой поверхности воздушного шара, по отношению к которой движение и может быть измерено.
    Находясь вне шара, мы видим, что расширение его искривлённой двухмерной поверхности возможно только потому, что она находится в трёхмерном пространстве. В третьем измерении располагается центр шара, а его поверхность расширяется в окружающий его объём. Исходя из этого, можно было бы заключить, что расширение нашего трёхмерного мира требует наличия у пространства четвёртого измерения. Но согласно общей теории относительности Эйнштейна, пространство динамично: оно может расширяться, сжиматься и изгибаться.

    Вселенная самодостаточна. Не требуются ни центр, чтобы расширяться от него, ни свободное пространство с внешней стороны (где бы она ни находилась), чтобы туда расширяться. Правда, некоторые новейшие теории, такие как теория струн, постулируют наличие дополнительных измерений, но при расширении нашей трёхмерной Вселенной они не требуются.

    В нашей Вселенной, как и на поверхности воздушного шара, каждый объект отдаляется от всех остальных. Таким образом, Большой взрыв не был взрывом в пространстве, а скорее это был взрыв самого пространства, который не произошёл в определённом месте и затем не расширялся в окружающую пустоту. Это произошло всюду одновременно.

    Большой взрыв произошёл повсеместно, в отличие от взрыва бомбы, который происходит в определённой точке, а осколки разлетаются во все стороны.

    Теория Большого взрыва не даёт нам информации о размере Вселенной и даже о том, конечна она или бесконечна. Теория относительности описывает, как расширяется каждая область пространства, но ничего не говорится о размере или форме. Иногда космологи заявляют, что Вселенная когда-то была не больше грейпфрута, но они имеют в виду лишь ту её часть, которую мы сейчас можем наблюдать.
        
    5 июля 2012 14:50
    #2 Написал: bluetooth3105

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Прошу прощения, но теория о вселенной как видно была далеко не обоснованной, и сейчас почти опровергнута, так что сказки про воздушный шар и расширение пожалуйста немного придержите у себя...
        
    5 июля 2012 18:55
    #3 Написал: Vox

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    британские ученые по своему сходят с умаXD
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.