В ПОИСКАХ ТЕМНОЙ МАТЕРИИ: ПРЕДЛОЖЕНЫ ДВА НОВЫХ ИНТЕРЕСНЫХ МЕТОДА

В ПОИСКАХ ТЕМНОЙ МАТЕРИИ: ПРЕДЛОЖЕНЫ ДВА НОВЫХ ИНТЕРЕСНЫХ МЕТОДА


Где же темная материя? Ученые, которые десятилетиями охотятся за этим эфемерным веществом, если его можно так назвать, начинают переживать, что ищут не там. В конце концов, как можно искать вещество, из которого состоит большая часть массы Вселенной, и не находить? После того, как последние результаты оставили ученых ни с чем, несмотря на применение самых чувствительных детекторов, частицы темной материи можно попытаться найти в небольшом теоретическом диапазоне масс и прочих характеристик. Сейчас ученые предлагают два метода, которые могли бы покрыть эту оставшуюся территорию.

Большая часть массы Вселенной приходится на темную материю (около 80%). И хотя мы не можем ее увидеть или потрогать, ученые знают, что ее гравитация искажает изображения удаленных объектов и удерживает галактики вместе. Начиная с 1980-х годов эксперименты идут один за другим, протекают глубоко в горах и шахтах, когда ученые терпеливо пытаются засечь хоть одну частицу темной материи. Большой адронный коллайдер сталкивает другие частицы вместе, пытаясь создать темную материю в этом процессе. Но пока неуловимое вещество все не появляется на виду. Ни БАК, ни LUX (Large Underground Xenon) в Южной Дакоте ничего не показали. Сейчас ученые все чаще задумываются о том, что эти эксперименты ищут не те частицы, а поиск темной материи потребует новых методов.

До сих пор поиски темной материи в основном были сосредоточены на «слабо взаимодействующих массивных частицах» (вимпах, WIMP) — теоретических частицах весом между 1 ГэВ и 1 ТэВ, между одной и тысячью масс протона. Многие физики давно считают их самыми перспективными кандидатами на роль частиц темной материи, поскольку теория подразумевает, что вимпы должны вносить примерно столько же массы во Вселенную, сколько и темная материя, которую измерили астрономы. Только вот пока эти частицы упорно отказываются появляться. Все эксперименты, как правило, пытаются найти редкие проявления вимпов, сталкивающихся с атомами в контрольном веществе; в случае с LUX этот материал — жидкий ксенон, в других используют твердый германий или другие вещества.

«Парадигма вимпов сейчас в осаде» после стольких неудач, которые существенно сократили число мест, где они могут скрываться, говорит Кэтрин Журек из Национальной лаборатории Лоренса Беркли в Беркли, штат Калифорния. Журек приводит два недавних исследования, предлагающих новые способы поиска темной материи в форме частиц, которые могут быть легче вимпов, вроде так называемой асимметричной темной материи. Такие частицы могли бы взаимодействовать с обычными частицами в форме пока еще не открытой темной силы. «Идея в том, что может быть скрытый сектор, в котором темная материя будет очень легкой и взаимодействовать с обычными частицами в индивидуальном порядке», говорит Журек. «Люди начали задумываться об этой парадигме не больше десяти лет назад».

Вместо традиционных материалов, которые используются для (попыток) обнаружения темной материи, группа Журек в первом случае использует сверхпроводящий алюминий, в котором электроны могут перемещаться без какого-либо сопротивления. В сверхпроводнике электроны связываются в так называемые «куперовские пары». Энергия от поступающей частицы темной материи может разбить одну из таких пар и послать через сверхпроводник вибрации, которые уловит сверхчувствительный детектор тепла (TES). Об этом методе ученые рассказали в январе в Physical Review Letters.

Второй метод и второй случай был представлен в прошлом месяце также в Physical Review Letters. Он использует сверхтекучий гелий, жидкость с нулевой вязкостью из переохлажденных атомов гелия, которые могут двигаться относительно друг друга без какого-либо сопротивления. Поступающая частица темной материи могла бы вступить в контакт с ядром гелия и вызвать цепную реакцию, которая отправит серию фотонов, квантовых звуковых волн, в TES. Оба метода рассчитаны на очень легкий стук в дверь от темной материи, куда легче, чем ожидают другие эксперименты, и могли бы засечь частицы массой в 1 кэВ, одну миллионную массы протона. Традиционные эксперименты рассчитаны на частицы весом в 10 МэВ, в десять тысяч раз тяжелее кэВ.

Комментарии 2

ten
ten от 14 октября 2017 11:17
Incidentally I have been ordering top ten personal loan lenders and Cialis not for the first month.
Гость Keithlip
Гость Keithlip от 21 октября 2017 20:06
Хочу с вами поделиться одной замечательной хостинговой компанией под названием ProHoster, которая предллагает мощный интернет хостинг с бесплатным конструктором сайтов, SSL сертификатом, профессиональная ДДОС защита и еще много других полезных и бесплатных фишек. Так-же у данной компании можно заказать VDS, аренду выделенного сервера, профессиональную ДДОС защиту. Я уже несколько лет работаю с ProHoster и очень этому рад. Вот реф. ссыылка на регистрацию.
Добавить комментарий

Оставить комментарий

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив