QROCODILE
QROCODILE (Quantum Resolution-Optimized Cryogenic Observatory for Dark matter Incident at Low Energy, «Криогенная обсерватория с оптимизированным квантовым разрешением для наблюдения за взаимодействием тёмной материи при низких энергиях») — эксперимент по поиску так называемой «лёгкой» тёмной материи, исследовательский проект учёных из Цюрихского университета, Еврейского университета в Иерусалиме и Массачусетского технологического института.
Эксперимент QROCODILE продвигает поиск тёмной материи с помощью сверхпроводящих нанопроволочных однофотонных детекторов. Секрет успеха — в применении сверхпроводящих детекторов, охлажденных почти до абсолютного нуля температур. Эти устройства способны фиксировать энергию взаимодействий всего в 0,11 электронвольта, что в миллионы раз меньше, чем привычные энергии частиц в ускорителях. Такой уровень позволяет улавливать самые слабые намеки на существование необычных частиц, ранее фактически недоступных для наблюдения и изучения.
Общие сведения[править]
В сентябре 2025 года сообщалось, что команда ученых из Цюрихского университета и Еврейского университета Иерусалима провела эксперимент QROCODILE (Криогенный обсерваторий оптимизированного квантового разрешения для инцидентов темной материи на низких энергиях), который достиг рекордной чувствительности, и готов "ловить" частицы темной материи.
Проект, которым руководят Университет Цюриха и Еврейский университет в Иерусалиме при участии MIT, Корнельского университета и Института технологии в Карлсруэ, впервые достиг рекордной чувствительности в попытке уловить «легкие» частицы темной материи. Если раньше эксперименты были сфокусированы на тяжелых гипотетических частицах, то QROCODILE ориентируется на поиск гораздо более легких частиц, масса которых в тысячи раз меньше изучавшихся ранее.
Темная материя остается одной из главных загадок современной физики. Составляя около 85% массы материи Вселенной, она остается невидимой для обычных методов наблюдения, поскольку не излучает и не поглощает свет.
Международная коллаборация исследователей представила первые результаты нового эксперимента QROCODILE, который может впервые "поймать" частицы темной материи. В основе QROCODILE лежит сверхпроводящий детектор, способный измерять сверхслабые энергетические отклонения в миллионы раз меньше энергий, обычно регистрируемых в экспериментах по физике частиц. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Основа детектора QROCODILE – нанопроволока из сверхпроводящего материала, охлажденная почти до абсолютного нуля. Когда частица попадает в такую нанопроволоку, поглощение фотона разрушает сверхпроводящее состояние, и материал проволоки переходит в нормальное состояние. При этом на проволоке падает напряжение и регистрируется скачок сопротивления.
Но высокая чувствительность – это всегда высокий уровень фонового шума. Сколько бы ученые не укрывали датчик экранами, – фоновый шум остается. Но у физиков есть идея, которая может помочь различить в этом шуме именно частицы темной материи.
Земля летит сквозь галактическое гало, и частицы темной материи, из которых оно предположительно состоит, должны чаще падать на датчик с той стороны, куда летит Земля. А фоновый шум равномерно падает со всех сторон. Вот это крохотную поправку, которая зависит от направления датчика ученые и хотят уловить.
В ходе первого запуска продолжительностью более 400 часов команда зарегистрировала небольшое количество необъяснимых сигналов, но их еще нельзя считать частицами темной материи. Следующий этап проекта – NILE QROCODILE, еще больше повысит чувствительность детектора. Ученые переместят эксперимент под землю для защиты от космических лучей. С улучшенным экранированием, большими массивами детекторов и еще более низкими энергетическими порогами исследователи стремятся расширить границы понимания "темной" Вселенной[1].