Вимп-охота
Изображение: NASA

Изображение: NASA

Темная материя может открыться в течение ближайших 10 лет

Активные поиски темной материи продолжаются. Для ее обнаружения в строй вводятся новые инструменты — и физики надеются, что первые следы ее таинственных частиц будут найдены уже в ближайшее десятилетие.

Темную материю правильнее было бы называть «невидимой»: она не поглощает излучение, а попросту никак не взаимодействует с ним. Не вступает она и в другие фундаментальные взаимодействия, за исключением гравитационного. Заметить ее удается лишь по притяжению, которое она оказывает на обычное вещество — и судя по этому воздействию, ее во Вселенной впятеро больше, чем барионной материи, из которой сложены звезды, туманности, планеты и люди.

Однако что именно представляет собой эта темная материя, до сих остается неясным. Судя по характеру ее распределения, она должна складываться из особого рода частиц, и физики-теоретики предлагают целый ряд моделей, описывающих их свойства, а заодно — и методы, позволяющие их обнаружить.

Согласно таким моделям, некогда эти частицы находились в равновесии с частицами космической плазмы, и даже могли взаимодействовать с ними. Однако еще на самых ранних стадиях развития Вселенной, по мере ее остывания, они «отделились», сохранив с барионной материей лишь гравитационную связь. При этом друг с другом эти гипотетические частицы-«вимпы» (от англ. WIMP — Weakly Interacting Massive Particles, «слабо взаимодействующие массивные частицы») продолжают взаимодействовать. Теоретически некоторые их столкновения должны приводить к распаду и аннигиляции. Этот процесс сопровождается выбросом энергии в форме гамма-излучения.

Некоторые расчеты показывают, что вимпы должны быть исключительно тяжелы. Масса их, по разным оценкам, может составлять от 10 млрд (ГэВ) до десятков триллионов электронвольт (ТэВ) — для сравнения, масса обычного протона «всего лишь» чуть больше 900 млн электронвольт (МэВ). Поэтому энергия распада этих частиц также должна быть велика, и создаваемое ими гамма-излучение может иметь энергию порядка сотен ГэВ и ТэВ. Именно в этой области сосредоточены усилия многих проектов по обнаружению следов темной материи. Однако для результативного поиска требуется знать не только что искать, но и где это делать.

Темная материя направляет формирование и эволюцию массивных галактик и целых скоплений. Масса ее доминирует в них, однако эти объекты имеют множество других источников излучения, таких, как сверхмассивные черные дыры, окрестности которых ярко светятся в гамма–диапазоне. Это серьезно затрудняет поиски, требуя отделять нужный сигнал на фоне массы остальных. Однако такие наблюдения за активным центром нашей собственной галактики ведутся.

Обзор, посвященный охоте за «гамма-свидетельствами» распадающихся вимпов, опубликовал недавно сотрудник стэнфордской лаборатории SLAC Стефан Фанк (Stefan Funk). В нем ученый указывает и на другие перспективные направления таких наблюдений — в частности, карликовые сфероидальные галактики. Эти тусклые объекты почти лишены скоплений газа и пыли, и рождение звезд в них уже остановилось. При этом расчеты показывают, что масса их намного больше, чем видится — судя по всему, они особо богаты темной материей.

На сегодняшний день даже только неподалеку от Млечного Пути известно около 25 карликовых сфероидальных галактик. Наблюдения за ними активно ведутся целым рядом проектов — HESS, MAGIC, VERITAS, Fermi-LAT. Не так давно появилась надежда и на успешный результат: ученые сообщили о регистрации гамма-излучения с энергией 130 ГэВ, полученного от обширной области близ центра галактики. К сожалению, тщательная проверка этих данных показала, что, скорее всего, они стали следствием случайного отклонения, наложившегося на систематическую аберрацию в детекторе.

Особенно большие надежды ученые связывают с запуском нового массива телескопов CTA, строительство которого должно начаться в 2015 году, а ввод в эксплуатацию запланирован на 2020 год. Консорциум СТА объединяет более тысячи ученых из десятков стран, и расположенные на пяти континентах телескопы позволят создать единый инструмент, чувствительность которого дает надежду на успешное завершение поисков. «Возможно, мы находимся на самом пороге открытия», — заключает Стефан Фанк.

Долги пошатнули здоровье Далее в рубрике Долги пошатнули здоровьеРоссияне все больше запаздывают с выплатами по своим кредитам Читайте в рубрике «Наука и технологии» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»Сооснователь IT-гиганта представил в Технопарке МФТИ настоящий гоночный болид «Формулы-1» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»

Комментарии

05 февраля 2015, 19:49
Опять прогнозы. Давайте называть вещи своими именами. Ученые требуют больше денег, для того, то бы делать открытие и ставят на карту свою репутацию.
05 февраля 2015, 20:38
Не будите лиха, пока тихо! Ядерная бомба петардой покажется.
05 февраля 2015, 23:05
Пусть откроют, а мы посмотрим из текста половину не понял. А вообще терминология напоминает детский фильм Звездные войны
06 февраля 2015, 19:15
Наверное специально разжевывали для невдалого обывателя, причем американского, так как подобные статьи обычно берутся именно из американских источников...)
А при переводе так и вообще становится по-наивному примитивным. Подобные статейки не рассчитаны на взрослого россиянина (в силу его повышенного IQ), скорее подойдут для подростков нового поколения, воспитанного в духе ЕГЭ, разностороннее образование которых оставляет желать лучшего....(
06 февраля 2015, 14:53
Хочется верить, что откроют темную материю таки русские ученые!!!
06 февраля 2015, 19:14
Очень странная штуковина эта "темная материя" - ни с чем не взаимодействует, окромя гравитации... В чем, интересно, заключается механизм данного взаимодействия, какова его природа? Основано ли оно на электро-магнитном притяжении, либо же взаимодействует с гравитацией как-то иначе...? Очень сложный, и очень интересный (для науки) вопрос.
Как бы это не стало как с коллайдером - сначала искали с помпой бозон, потом вроде как нашли и все тихо слились... Явно бозона не поймали , а миллиарды в Европе просто так не раздают..
13 августа 2015, 23:57
Слово «темная» материя не научный термин и не «красит» физиков. Окружающий нас эфир - как русская матрёшка - состоит из вложенных в неё матрёшек. В предложенной модели, каждая последующая матрешка ассоциируется с новой полевой формой движения материи. В настоящее время в науке нам известны три формы движения материи:
1.корпускулярный вид движения с переносом массы на расстояние V˃0,
2.акустический колебательный полевой процесс V≈300м/с,
3.электромагнитный колебательный полевой процесс V = 300·10 в 6 степени м/с.
4.кафонный колебательный полевой процесс V = 300·10 в 12 ст.м/с пока неизвестен науке и подпадает под термин «темная» материя, и т.д. Доказательством данного утверждения служит существование нашей галактики миллиарды лет, поперечник которой составляет 100000 световых лет. Поэтому для управления всей галактической системой требуется для неё высокоскоростной носитель информации, или колебательный полевой процесс, превосходящий даже скорость кафонов V = 300·10 в 12 ст.м/с КАФОННОГО ПОЛЯ не говоря уже о ЭМП. Так и открывайте ЕГО.
14 августа 2015, 10:56
Так русская матрёшка - это и есть модель мульти-Вселенной! Всё гениальное просто!
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
80 000 подписчиков уже с нами!
Читайте «Русскую планету» в социальных сетях и участвуйте в дискуссиях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»