Китайские учёные готовят революционный эксперимент по поиску новой физики с помощью Земли и космоса
Китайские физики представили проект SQUIRE, который может изменить подход к поиску новой физики за пределами Стандартной модели. Вместо мощных ускорителей они предлагают использовать саму Землю как гигантский источник частиц, а космические станции — как сверхчувствительную лабораторию.
Цель проекта — обнаружить экзотические взаимодействия, опосредованные неизвестными частицами, такими как лёгкие бозоны. На Земле такие эксперименты упираются в фундаментальные ограничения: невозможно одновременно увеличить и относительную скорость, и количество частиц-мишеней. Космическое решение обходит эти барьеры за счёт трёх ключевых факторов:
-
Скорость: Орбитальная скорость станции (~7,67 км/с) в 400 раз выше, чем в наземных установках.
-
Источник: Земля выступает естественным генератором ~10⁴² неспаренных электронов (поляризованных спинов) в своей коре и мантии, что на 17 порядков больше возможностей любой лаборатории.
-
Сигнал: Движение по орбите превращает искомый слабый сигнал в периодический, что позволяет эффективно отделить его от фоновых шумов.
Расчёты показывают, что такая конфигурация может повысить чувствительность к некоторым взаимодействиям в миллионы раз по сравнению с лучшими наземными экспериментами.
Для работы в суровых условиях космоса китайская команда уже создала и протестировала специальный квантовый датчик. Он использует два изотопа ксенона с противоположными магнитными свойствами для взаимного подавления шумов, систему компенсации вибраций и защиту от радиации. Чувствительность прототипа уже соответствует требованиям для обнаружения предсказанных сигналов на орбите.
В перспективе SQUIRE может стать основой глобальной сети детекторов в космосе и на Земле для поиска тёмной материи, аксионов и проверки фундаментальных законов физики. В будущем в качестве «мишеней» могут рассматриваться и другие планеты с мощными магнитными полями, например, Юпитер и Сатурн. Проект знаменует новый этап в астрофизике, где сама Солнечная система превращается в гигантскую исследовательскую установку.