Tweeter button Facebook button Youtube button

Десять лет на поиски темной материи

05/02/2015
By

print

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.

Tags: , , , , , ,

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system