18 декабря в CERN на солнечно-аксионном телескопе CAST прошел первый сеанс поиска частиц-кандидатов на роль темной материи, излучаемых сверхмассивной черной дырой, расположенной в центре Млечного Пути. Солнце в этот день было точно на линии между Землей и сверхмассивным объектом и могло выступить в роли гравитационной линзы, усиливающей поток частиц от небесного тела в миллиард раз. Об этом сообщает пресс-релиз CERN.
Аксионы и хамелеоны, которые искал CAST, — одни из вероятных кандидатов на роль частиц темной материи. Хамелеоны, к примеру, меняют свою эффективную массу в зависимости от окружения. Аксионы были введены для того, чтобы объяснить, почему в сильном взаимодействии не нарушается CP-симметрия. Все они очень слабо взаимодействуют с веществом и заметить их можно лишь при определенных условиях. К примеру, считается, что в сильных магнитных полях и аксионы и хамелеоны способны осциллировать в фотоны. Одним из наиболее перспективных источников аксионов физики называли плазму в ядре Солнца.
Именно для поиска солнечных аксионов и был построен CAST. В основе телескопа лежит прототип дипольного магнита коллайдера. Пустая трубка, по которой предполагалось пускать протоны, служит в устройстве зрительной трубой. Аксионы (как и другие возможные кандидаты на частицы темной материи), по замыслу ученых, могут превращаться в сильных магнитных полях в фотоны высоких энергий — рентгеновского диапазона — и регистрироваться соответствующим детектором. До сих пор телескоп не обнаружил следов экзотических частиц.
В новом сеансе наблюдений в роли потенциального источника аксионов и хамелеонов выступала сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики. По словам ученых, она может стать источником частиц, которые человечество сможет детектировать на современном уровне технологического развития. Солнце в этом эксперименте представляет собой гравитационную линзу, которая своим притяжением может искривить траектории пролетающих частиц и увеличить интенсивность их потока вплоть до миллиарда раз. Физики отмечают, что помимо рентгеновских детекторов, в эксперименте использовался еще один чувствительный инструмент — мембрана для поиска хамелеонных частиц.
Сейчас команда телескопа обрабатывает полученные данные, но по предварительной информации, никаких новых частиц от черной дыры прибор не зафиксировал.
Ранее мы сообщали о другом эксперименте по поиску хамелеонных полей: Джастин Хоури и его коллеги из Университета Калифорнии и Национальной Лаборатории в Беркли ограничили параметры подобных объектов. Поиски теоретических частиц темной материи и полей темной энергии ведутся по принципу исключения. Физики ставят все более и более чувствительные эксперименты, которые должны показать существование частиц, или, в конечном случае, полностью их отвергнуть.
Владимир Королёв
