Физики придумали способ поиска "легкой" темной материи

Физики придумали способ поиска легкой темной материи

Физики предложили новую схему обнаружения загадочных частиц темной материи, которая поможет найти частицы относительно небольших масс (если, конечно, такие существуют). Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters.

Проблема темной материи (известная также как проблема скрытой массы) в космологии состоит в том, что многие наблюдаемые гравитационные взаимодействия невозможно объяснить, исходя только из оценок на видимую (барионную) материю. Например, известно, что скорость движения звезд вокруг галактического центра в спиральных галактиках должна снижаться обратно пропорционально некоторой степени расстояния от этого центра. Вместе с тем, во многих случаях скорость остается практически неизменной.

Причиной такого необычного поведения должна быть некоторая скрытая масса. В настоящее время, одной из господствующих гипотез является гипотеза о вимпах - слабо взаимодействующих массивных частицах, которые не участвуют в электрослабом и сильном взаимодействиях (и, как следствие, лежат вне Стандартной модели). Для поиска такого рода частиц используются разнообразные детекторы, в которых предполагается регистрировать взаимодействие вимпов с атомами некоторого рабочего тела с последующей ионизацией атомов.

При расчете отклика от такого детектора обычно считается, что частица темной материи взаимодействует с ядром атома. Подобный метод имеет существенные ограничения на массу вимпов, которые можно поймать таким образом. В частности, они должны быть достаточно тяжелыми, чтобы ионизировать атомы рабочего тела. В рамках новой работы ученые предложили новую методику расчетов сигнала.

В частности, они предположили, что частицы темной материи могут взаимодействовать не с ядром атома, а с его электронами. Их расчеты показали, что такого рода взаимодействие можно методами статистического анализа "выловить" в массе собранных данных. В частности, их метод может помочь в регистрации частиц с массой менее одного гигаэлектровольта (если таковые существуют).

Чтобы доказать, что их метод работает, физики проанализировали данные, собранные экспериментом XENON. В рамках этого эксперимента детекторы, содержащие в общей сложности около 150 килограммов ксенона (он выступает в роли рабочего тела), размещены в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Эта лаборатория с одной стороны располагается на высоте почти километр над уровнем моря, с другой - скрыта горными породами толщиной 1,4 километра. Она совсем недавно попала на страницы изданий по всему миру благодаря тому, что именно здесь располагается эксперимент OPERA, в котором из-за технической ошибки были зарегистрированы нейтрино, движущиеся со сверхсветовой скоростью.

По словам ученых, их метод пока не дал конкретных результатов, однако, может пригодиться для будущих исследований.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Сибирские физики создадут детектор для поиска темной материи
Новосибирские физики разрабатывают экспериментальный детектор для поисков так называемой "темной материи", найти которую на протяжении нескольких десятилетий пытаются ученые со всего мира. В Институте ядерной физики имени Будкера началась работа над прототипом высокочувствительного детектора, сообщает Интерфакс. ..
2016-01-02 1677 0 Научные открытия
0
Ученые могут отменить границы галактик
Исследователи из института физики и математики Токийского университета и университета Нагойи заявили, что говорить о границе галактики не имеет смысла. К такому выводу они пришли по результатам компьютерного моделирования и сопоставления данных моделирования данными астрономических наблюдений. Известно, что во Вселенной содержится 22 процента темной ..
2012-02-15 2687 0 Научные открытия
0
Ученые сообщили о возможном обнаружении сигнала темной материи
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии сообщили о нетипичном излучении фотонов, которое они обнаружили в рентгеновских лучах. По мнению ученых, это может быть сигналом от темной материи. Результаты своих исследований авторы подготовили для публикации в журнале Physical Review ..
2014-12-14 2076 0 Научные открытия
3
Холодную темную материю связали с конденсатом Бозе-Эйнштейна
Физики из Тайваня и Испании смоделировали темную материю как бозе-эйнштейновский конденсат вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Университета Страны Басков. Ученые пришли к выводу, что возмущения бозе-эйнштейновского конденсата легких бозонов ..
2014-07-03 2184 0 Научные открытия
0
Астрофизики открыли новые свойства темной материи
Астрофизики из Швейцарии и Великобритании сообщили о новых неожиданных свойствах темной материи. В своих наблюдениях ученые заметили, что она взаимодействует сама с собой значительно меньше, чем считалось ранее. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ..
2015-03-28 4156 0 Научные открытия
1
CERN превратил Солнце в линзу для аксионного телескопа
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 ..
2016-12-21 4258 0 Научные открытия
0
Физики вновь не обнаружили темную материю
В ходе экспериментов по поиску частиц темной материи ученые не нашли следов U-бозона. Физики исключили этот фотон из списка основных кандидатов на роль частиц темной материи. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physics Letters B, кратко с ним можно ..
2014-05-14 1461 0 Научные открытия
0
Разработана новая модель поведения темной материи
Группа ученых под руководством Мэтта Уокера (Matt Walker) из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), США, разработали новую модель «поведения» темной материи, сообщает Space.com. В новом исследовании они рассчитали распределение массы материи между двумя ..
2011-10-25 2377 0 Научные открытия
0
Изменение скорости света связали с темной материей
Физики из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее предположили, что темная материя может приводить к изменению фундаментальных констант, в частности, скорости света в вакууме. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться ..
2015-11-22 3971 0 Научные открытия
0
Физики вновь не сумели разглядеть темную материю
Физики, работающие с детектором LUX, провели повторный анализ данных, собранных в октябре 2013 года, и подтвердили, что частиц темной материи детектор не обнаружил. Об этом сообщается в на сайте проекта (pdf). В рамках работы ученые провели калибровку детектора, используя ..
2014-02-21 1367 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили галактику из темной материи
Для поиска невидимой галактики ученые воспользовались так называемой линзой Эйнштейна - методом, который позволяет находить объекты по их гравитационному влиянию на окружение. Работа авторов представлена в журнале Nature, а ее краткое описание приведено в пресс-релизе Массачусетского технологического института (MIT). Существование темной ..
2012-01-21 2491 0 Научные открытия
0
Астрономы впервые увидели негравитационное взаимодействие темной материи
Астрономы при помощи телескопа VLT (Very Large Telescope) изучили столкновения галактик и впервые нашли следы негравитационного взаимодействия сгустков темной материи. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2015-04-19 5220 0 Научные открытия
0
Нейтроны помогли ученым проверить закон Ньютона
Команда ученых из Австрии, Германии и Франции вновь подтвердила закон всемирного тяготения и представила новые ограничения на параметры частиц темной материи и темной энергии. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, статья доступна на arxiv.org, ..
2014-04-21 1543 0 Научные открытия
1
Прибор на МКС зафиксировал позитронные следы темной материи
Нобелевский лауреат Сэмуэль Тинг на пресс-конференции в Женеве озвучил первые результаты эксперимента по поиску темной материи, которые проводились на МКС при помощи магнитного альфа-спектрометра «AMS-02». Кратко они изложены в пресс-релизе на сайте ЦЕРНа. По словам Тинга, ученым удалось зафиксировать ..
2013-04-4 1874 0 Научные открытия
0
Темную материю нанесли на карту
Ученым удалось сделать снимки неуловимой загодочной субстанции, которая скрепляет Вселенную. Из них они составили панораму распределения темной материи в космосе. Самая подробная на данный момент карта была представлена на 219-й конференции Американского астрономического общества, которая проходит ..
2012-01-11 2178 0 Научные открытия
0