Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Земля может оказаться лучшим детектором тёмной материи
24.08.2019

Земля может оказаться лучшим детектором тёмной материи

Оценка: 0.0    717 7 Наука и Технологии
13:01
Физики предложили интригующую гипотезу, объясняющую, почему действующие детекторы тёмной материи её до сих пор не обнаружили и где искать её следы. Речь идёт о новой гипотетической частице – сверхтяжёлом гравитино.

Подробности описаны в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review D Кшиштофом Мейсснером (Krzysztof Meissner) из Варшавского университета и Германом Николаем (Hermann Nicolai) из Института гравитационной физики Общества Макса Планка.

Для астрономов существование тёмной материи, проявляющей себя своей гравитацией, – факт, доказанный многочисленными и разнообразными наблюдениями. При этом большинство специалистов считает, что большая часть этого вещества не может состоять из привычных частиц (протонов, нейтронов и электронов). Согласно господствующим теориям, после Большого взрыва просто не могло образоваться так много этих частиц (тёмной материи во Вселенной в несколько раз больше, чем видимой).

Однако на эту роль претендует целый зоопарк гипотетических частиц, чьё существование независимо от открытия тёмной материи было предсказано теоретиками. Это, например, вимпы и аксионы. Но работа больших и дорогих детекторов, предназначенных для их прямого обнаружения, пока не дала результатов.

Разумеется, действующие установки пока "прочесали" далеко не весь диапазон свойств, которыми могут обладать вимпы или аксионы, так что эти гипотезы рано считать опровергнутыми. С другой стороны, некоторых экспертов неудачи экспериментов наводят на мысль, что тёмная материя может состоять совершенно из других частиц. И в связи с этим гипотеза о сверхтяжёлом гравитино становится особенно интересной.
 

Существование тёмной материи надёжно доказано астрономическими наблюдениями.
Иллюстрация NASA, ESA, M. J. Jee, H. Ford et al. (Johns Hopkins Univ.).
 
Любопытно, что, выдвигая её, авторы думали не о тёмной материи, а о совсем других проблемах. Напомним, что на сегодняшней день самой успешной и экспериментально проверенной является Стандартная модель физики элементарных частиц. Теоретики предложили разнообразные дополнения и расширения этой конструкции, включающие труднообнаружимые новые частицы, в частности, суперпартнёров. Много надежд в связи с этим возлагалось на Большой адронный коллайдер. Однако частицы, выходящие за рамки Стандартной модели, так и не были открыты за всё время работы этого масштабного ускорителя.

Мейсснер и Николай предложили теорию, объясняющую этот удручающий многих физиков факт.

"Наша гипотеза фактически не даёт никаких дополнительных частиц обычной материи, которые затем нужно было бы отсеять, потому что они не обнаруживаются в экспериментах на ускорителях", – говорит Николай.

В новой модели в качестве побочного следствия и возникла концепция сверхтяжёлого гравитино. Эта гипотетическая частица резко отличается от других кандидатов на роль тёмной материи. Во-первых, у неё невиданная для элементарных частиц масса. Она примерно равна так называемой планковской массе, играющей важную роль в теоретической физике и составляющей порядка стотысячной доли грамма. Эта величина сравнима с массой обычной пылинки и непомерно велика по меркам частиц. Так, масса протона меньше её в 1019 (десять миллионов триллионов) раз.

Во-вторых, сверхтяжёлое гравитино имеет электрический заряд, а также участвует в сильном взаимодействии. Это тоже резко отличает его как от вимпов, так и от аксионов, а также от не менее гипотетических лёгких гравитино.

По расчётам авторов, чтобы объяснить наблюдаемую концентрацию тёмной материи, достаточно одного сверхтяжёлого гравитино на 10 тысяч кубических километров пространства. Такая редкость, по мысли физиков, и привела к тому, что эту частицу ещё не открыли.

Как же в таком случае её найти? В качестве своеобразного детектора авторы предлагают использовать… земной шар.

По расчётам исследователей, сверхтяжёлые гравитино благодаря своей огромной массе должны пронизать земной шар, как пушечное ядро тучу комаров. При этом в кристаллах земных пород останутся длинные прямые следы (треки), которые можно отличить от следов других частиц. Хотя встречи с такими "тяжеловесами" должны быть чрезвычайно редкими, образцы пород возрастом в миллионы и миллиарды лет могут хранить память о них.

"Ионизирующее излучение, как известно, порождает дефекты решётки в кристаллических структурах. Может оказаться возможным обнаружить остатки таких ионизационных треков в кристаллах, которые остаются стабильными в течение миллионов лет", – предполагает Николай.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как использовать для поиска тёмной материи детекторы гравитационных волн. Также мы рассказывали, что частицы этой загадочной субстанции могут оказаться не слишком тяжёлыми для действующих детекторов, а наоборот, слишком лёгкими. Говорили мы и о планах использовать звёзды в качестве спидометров для тёмного вещества.

 
Источник:  https://nauka.vesti.ru

Поделитесь в социальных сетях


Комментарии 7

0  
Махниборода 25.08.2019 12:59 [Материал]
кажись это не будет возможно узнать так же, как что является черной дырой а что белой ah
0  
zakidonn 25.08.2019 06:40 [Материал]
zakidonn
Тёмная материя состоит из элементарных положительных гравизарядов (ПГЗ) и их цепочек. Не нужно никаких Вимпов и монополей, и так всё сходится
-4  
бодр 25.08.2019 00:06 [Материал]
Путаница физиков в том, что электромагнитное притяжение приняли за гравитацию и формула взаимодействия у них одна.Забыли, что любой материальный объект - это прежде всего энергия в собственной частоте вибраций. Ищут тёмную материю по огромной силе притяжения, связывая её с материальной массой ЧД из сверх тяжёлых гравитино.
Нет их, а есть в ЧД огромной мощности положительный заряд материи( т.н. тёмной материи) тончайшей своими частотами энергии. По Закону ЭМ притяжения втягивается материя звёзд, планет отрицательной энергии в ЧД. И никакой там гавитации - тяготения.
Чёрную дыру правильнее назвать Светлой дырой, как и тёмную материю - светлой материей!
0  
Prohvost 27.08.2019 18:16 [Материал]
А ещё верх нужно назвать низом, а Империю Зла - Империей Добра...
-3  
бодр 24.08.2019 23:50 [Материал]
Эта чендж кроме грубого частотами энергий физического Мира ( планет, звёзд, галактик) ни чего не знает о других более Тонких Мирах с более высокими частотами энергий. Кроме ФМ есть ещё ШЕСТЬ высших Миров, до Божественного Мира - все они и составляют Эту Вскленную, других пока не обнаружено.
Все они ( Миры) имеют своё развитие, старение и умирание, чтобы возрадиться вновь имея опыт прежнего развития, в этом бесконечность, а не в пространстве бесконечность вселенной!
0  
mayam 24.08.2019 21:15 [Материал]
.. самая "тёмная" тьма в головах этих уЧЁных .... cool
-2  
topzz 24.08.2019 13:26 [Материал]
Я знаю, где нужно искать темную материю!
Она находится, у ищущих ее физиков, между ушей! biggrin
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Разговоры у камина
Календарь