Это уже точно: обнаружены частицы темной материи

Это уже точно: обнаружены частицы темной материи

Судя по всему, американским исследователям проекта CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) удалось наконец обнаружить частицы темной материи и таким образом экспериментально подтвердить ее существование, теоретически обоснованное и не подвергающееся сомнению уже давно. Впрочем, теперь все только начинается: надо наловить еще больше этих частиц, чтобы понять, что они такое, проверить их свойства.

Темная материя потому и темная, что обладает массой, но не вступает в электромагнитное взаимодействие, а значит, не производит ни видимого света, ни жесткого излучения, ни ультрафиолетового, ни инфракрасного, ни радиоволн. То есть ее нельзя напрямую увидеть не только глазом, но и с помощью большинства приборов, которыми физики разглядывают Вселенную.

Обнаружить в космосе ее можно, изучая скорости движения далеких галактик и эффекты гравитационного линзирования - как искажается излучение далеких звезд под воздействием сильных гравитационных полей, встречающихся по дороге. Общепринята гипотеза, согласно которой на барионную, то есть излучающую, материю приходится около 5% массы Вселенной, еще почти 27% - это темная материя, а остальное - темная энергия, о природе которой до сих пор идут споры.

Что касается темной материи, тут все намного понятнее. Не так давно астрофизики научились не только наблюдать ее во Вселенной, но и измерять и моделировать структуры, которые она образует. Это так называемые филаменты - гигантские «мосты», или «нити», - пролегающие через пространство. В местах пересечения филаментов образуются скопления звезд и других форм светящейся, барионной материи. Если бы существовал «прибор гравитационного видения», структура темной материи во Вселенной выглядела бы для нас как-то так:

Отдельные частицы темной материи, которые совершенно не обязательно летают где-то далеко, а неплохо существуют и среди нас, ищут двумя прямо противоположными способами: как рыбу можно ловить океанской сетью или на удочку со специальной приманкой. Одни просеивают все космическое излучение с помощью спектрометра, подвешенного на орбите, и ищут в нем что-то странное и новое. Другие, наоборот, прячут тяжелые монолитные детекторы поглубже (713 м в данном случае) - подальше от космических лучей, чтобы фиксировать только те взаимодействия, которые подходят под нужные параметры.

3 апреля ребята с МКС доложили, что нашли в потоке излучения, которое просеивает новенький магнитный альфа-спектрометр AMS-2, аномальные физические эффекты, косвенно указывающие на наличие в потоке тяжелых частиц, очень хорошо подходящих на роль темной материи. Не прошло и двух недель, и из подземелья в штате Миннесота тоже новость: есть частицы!

В 2010 году детекторы из германия, замороженные почти до абсолютного нуля, уже показывали два искомых столкновения, и физики объявили, что темная материя обнаружена. Но радость была преждевременной: оказалось, что прибор сработал по ошибке. Детекторы переделали, теперь они из кремния. В этот раз они зафиксировали три столкновения, и с вероятностью 99,8% можно утверждать, что нужные частицы обнаружены. Правда, чтобы открытие было признано официально, нужно добиться вероятности 99,9%, так что шампанское пока не открыли.

Вот как выглядят отдельный детектор из кремниевого кристалла и суперхолодильник, в который эти детекторы помещают:

О пойманных частицах, которые называют WIMP (Weakly Interacting Massive Particle, то есть «слабо взаимодействующая массивная частица») известно пока немного: они действительно массивные - в 8,5 раза тяжелее протона, и это в общем все, что можно утверждать с уверенностью. Теперь физики займутся доведением вероятности обнаружения до нужного уровня и будут думать, что бы такое сделать с этими частицами, чтобы изучить их свойства лучше.

Источник: 

Похожие новости:
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 2074 0 Научные открытия
3
«Яндекс» найдет для ученых темную материю
Школа анализа данных «Яндекса» станет партнером CERN (Европейской организации по ядерным исследованиям) в эксперименте по поиску темной материи. Об этом говорится в сообщении компании. Российская компания предоставит CERN технологии машинного обучения, а студенты и исследователи Школы анализа данных ..
2014-07-03 1321 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 1366 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 1540 0 Научные открытия
1
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 1460 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 4152 0 Научные открытия
1
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 2182 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 2684 0 Научные открытия
0
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 1872 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 5215 0 Научные открытия
0
Найдено подтверждение теории тяжелой темной материи
Астрофизики нашли доказательства в пользу того, что темная материя образована тяжелыми частицами. Статьи ученых приняты к публикации в Physical Review Letters, а их препринты доступны на сайте arXiv.org (здесь и здесь). Согласно современным представлениям, большая часть материи в космосе приходится ..
2011-11-30 1984 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 2373 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 3968 0 Научные открытия
0
Астрофизики сообщили об обнаружении следов темной материи
Британские астрофизики заявили об обнаружении свидетельства производства в ядре Солнца аксионов — кандидатов на частицы темной материи. Результаты своих исследований авторы планируют опубликовать 20 октября 2014 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2014-10-19 1909 0 Научные открытия
-1
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 1675 0 Научные открытия
0