Поиск тёмной материи с помощью ДНК

В физике элементарных частиц предложили новый способ обнаружения тёмной материи с помощью молекул жизни. В городе Роли, Северная Каролина, Америка - физики соревновались, чтобы обнаружить таинственное вещество, известное как тёмная материя. Новое предложение для отслеживания частиц тёмной материи зависит от нитей ДНК.

Все обычные вещи во Вселенной, от атомов в людей и до горячей плазмы в звездах, составляет лишь около 5 процентов массы Вселенной и энергии. Почти одна четверть Вселенной состоит из тёмной материи. (Остальное- это ещё более загадочная сущность, известная как тёмная энергия.) Хотя ряд экспериментов утверждают, что была обнаружена тёмная материя, результатов ещё не являются окончательными.

Кэтрин Фриз, физик-теоретик из университета штата Мичиган в Энн Эрбор, высказала мнение 28 октября на научной встрече в Новых горизонтах, что новый метод- ДНК-детектор может не только обнаружить основных кандидатов на роль тёмной материи, называемых вимпами, но и также определять направление входящих частиц полета.

"Это очень умный способ применения технологии, разработанной из биологии для фундаментальной проблемы физики элементарных частиц", говорит Джоселин Монро, физик, изучающий тёмную материю, из Массачусетского технологического института и Университета Лондона.

Сияние вимпов, короткое для слабо взаимодействующих массивных частиц, как считается, окружает галактику. Так как Солнце вращается вокруг центра галактики, оно должно столкнуться с "ветром" вимпов со стороны созвездия Лебедя. В любой точке на Земле, такой ветер должен усиливаться и ослабляться ежедневно, так как планета вращается.

Фриз и её коллеги собрали детектор, который чувствителен к этим колебаниям. Он состоит из набора тонких листов золота с одноцепочечными фрагментами ДНК, висящим на них. Когда вимп ударит в ядро атома золота, ядро вылетит и пройдет через ДНК в определенных местах нити. Учёные затем соберут последовательности ДНК, чтобы восстановить путь, пройденный ядром, а путем экстраполяции установят, что это был вимп. Если детектор обнаружит суточные колебания, и пути частиц окажутся в соответствии с направлением ветра вимпа, это станет убедительным доказательством того, что сигналы пришли из тёмной материи.

"Преимуществом этих детекторов является то, что разница между основаниями ДНК является нанометр, так что это намного лучшая точность - примерно в тысячу раз лучшая, чем у существующих детекторов",- говорит Фриз. Устройство может быть гораздо меньше по размеру, чем существующие детекторы, а также дешевле. "Тем не менее, данная техника до сих пор не продемонстрирована в действии. Какова реальная чувствительность к расщеплению ДНК? Как много частиц сойдет с течением времени? И, можно ли их обнаружить?",- говорит Джоэль Шнур, специалист по молекулярной биологии из университета Джорджа Мейсона в городе Фэйрфакс, штат Вирджиния.

Если проект будет и дальше продвигаться, Фриз и его коллеги смогут ответить на некоторые из этих вопросов.