Нижегородские счётчики фотонов раскроют тайну 75% массы Вселенной

Российские физики планируют завершить строительство специального комплекса для поиска гипотетических частиц тёмной материи к 2030 году. Эта загадочная субстанция, по расчётам учёных, составляет до 75% всей массы материи во Вселенной. Ключевую роль в проекте играют детекторы одиночных фотонов, разработанные в Нижнем Новгороде специалистами Нижегородского государственного технического университета и Института физики микроструктур. Об этом сообщает "Открытый Нижний".

Пётр Сатунин, старший научный сотрудник Института ядерных исследований, напомнил, что Нобелевская премия по физике в 2025 году была присуждена за открытие макроскопического квантового туннелирования. Это достижение подтвердило возможность проявления квантовых явлений в крупных системах. Основываясь на этом принципе, разрабатываются высокочувствительные приборы, включая счётчики отдельных квантов света, которые будут использоваться в новой установке для регистрации потенциальных сигналов тёмной материи.

По словам Петра Сатунина, нижегородские счётчики отличаются минимальным уровнем ошибочных сигналов, возникающих из-за квантового туннелирования. Эта особенность позволяет проводить измерения с высокой точностью и фиксировать даже самые слабые индикаторы, которые могут указывать на присутствие частиц определённой массы.

Счётчик одиночных фотонов можно применять в том числе и в детектировании тёмной материи, что мы и собираемся сделать, - отметил учёный.

Предполагается, что комплекс будет регистрировать проявления тёмной материи после её превращения в фотоны под воздействием мощного магнитного поля. Помимо фотонных детекторов, в состав установки войдёт криостат растворения - это криогенное оборудование, предназначенное для работы при очень низких температурах. Сатунин пояснил, что один такой дорогостоящий криостат уже эксплуатируется в Нижнем Новгороде, и для нового проекта планируется приобрести ещё один. Внутри криостата разместятся небольшой резонатор диаметром около 2 см и длиной 10 см, а также магнит.

Учёный сообщил о создании прототипа резонатора. Запуск всего оборудования ожидается в течение ближайших двух лет, а полное завершение реализации проекта намечено до 2030 года. Исследователи предполагают, что в условиях сильного магнитного поля частицы тёмной материи, если они являются аксионами, могут с небольшой вероятностью трансформироваться в фотоны. Именно эти фотоны и должны будут зафиксировать детекторы, разработанные нижегородскими учёными.

Сатунин подчеркнул, что изучение тёмной материи ведётся много лет, но окончательных результатов пока нет. Наблюдения за гравитационными полями галактик указывают на наличие невидимого компонента, который не может быть объяснён известными частицами Стандартной модели. Аксионы считаются одними из наиболее перспективных кандидатов - это предполагаемые крайне лёгкие частицы, которые, согласно современным представлениям, могут формировать тёмную материю. Российская инициатива с участием нижегородских учёных направлена именно на обнаружение таких частиц с использованием передовых квантовых технологий.

Источник: фото с сайта opennov.ru

Напомним, 6 марта 2026 года стало известно, что Национальный центр физики и математики (НЦФМ) в Сарове, Нижегородская область, планирует до 2030 года ввести в эксплуатацию установки и провести первые демонстрационные испытания трех крупных комплексов категории мегасайенс. Среди них — источник комптоновского излучения, комплекс для изучения предельно сильных световых полей и суперкомпьютер с фотонным ускорителем. Эти планы были озвучены Министерством науки и высшего образования РФ.