Ученые впервые измерили давление одной частицы
Физики из Йельского университета создали устройство, способное фиксировать давление, производимое отдельными частицами, — ранее подобные измерения были недоступны. Разработка может найти применение в поиске гипотетических частиц темной материи.
В основе прибора — крохотная кремниевая сфера размером вдвое меньше некоторых вирусов, удерживаемая лазерным лучом за счет электромагнитного взаимодействия. При столкновении с частицей сфера рассеивает свет, который затем регистрируется исследователями. Это позволяет отслеживать каждый отдельный удар, а не усредненный эффект от множества столкновений — как это происходит при стандартных измерениях давления.
Для проверки устройство поместили в сверхвысокий вакуум и последовательно подавали частицы трех различных газов. Зафиксированные колебания сферы позволили рассчитать давление, которое совпало с теоретическими предсказаниями.
По словам одного из участников исследования, Кларка Харди, прибор может стать основой для нового определения экстремально высокого вакуума — режима, в котором обычные датчики давления не дают никаких показаний. Астрофизики, в свою очередь, видят потенциал устройства в изучении межзвездного пространства: оно способно фиксировать отдельные газовые частицы, которые другие сенсоры могут попросту не заметить.
Главной долгосрочной целью команды является обнаружение так называемых стерильных нейтрино — гипотетических частиц, которые могут объяснить ряд давних аномалий в экспериментах по физике элементарных частиц, прояснить причины существования частиц с крайне малой массой, а также стать одним из наиболее весомых кандидатов на роль составляющих темной материи.
Залогиньтесь, чтобы писать комментарии