Большая часть массы Вселенной остается неизвестной. Несмотря на то, что мы очень мало знаем об этой темной материи, ее общая численность точно измерена. Другими словами: физики знают, что это где-то там, но еще не обнаружили.«Его определенно стоит поискать», — утверждает Ян Шумейкер, бывший научный сотрудник Центра космологии и феноменологии физики элементарных частиц (CP3), Департамент физики, химии и фармации Университета Южной Дании, который сейчас находится в штате Пенсильвания, США.
«Невозможно предсказать, что мы можем сделать с темной материей, если мы ее обнаружим. Но это может произвести революцию в нашем мире.
Когда ученые открыли квантовую механику, это считалось диковинкой. Сегодня квантовая механика играет важную роль в компьютерах», — сказал он. он говорит.
С тех пор, как возникла теория о темной материи, было много попыток ее найти, и теперь Ян Шумейкер и его коллеги, доцент Мадс Тудал Франдсен, CP3, и Джон Ф. Черри, научный сотрудник Лос-Аламосской национальной лаборатории, США, предлагают новый подход. Они представляют свои работы в журнале Physical Review Letters.Загляните в подземные пещеры
На Земле несколько детекторов размещены в подземных полостях, где мешающие шумы сведены к минимуму. Есть надежда, что один из этих детекторов однажды уловит частицу темной материи, проходящую через Землю.
По словам Яна Шумейкера, это вполне возможно, но, учитывая, как мало мы знаем о темной материи, мы должны сохранять непредвзятость и исследовать все пути, которые могут привести к ее обнаружению.Одна из причин этого в том, что темная материя не очень плотная в нашей части Вселенной.
«Если мы добавим еще один способ поиска темной материи — способ, который мы предлагаем, — тогда мы увеличим наши шансы обнаружить темную материю в наших подземных полостях», — говорит Шумейкер.Теперь он и его коллеги предлагают искать признаки активности темной материи, а не сами частицы темной материи.Исследователи полагают, что когда встречаются две частицы темной материи, они будут вести себя так же, как обычные частицы; что они будут аннигилировать и создавать радиацию в процессе. В этом случае излучение называется темным излучением, и оно может быть обнаружено существующими подземными детекторами.
«Подземные эксперименты по обнаружению могут обнаружить сигналы, создаваемые темным излучением», — говорит Шумейкер.Исследователи обнаружили, что эксперимент с большим подземным ксеноном (LUX) на самом деле уже чувствителен к этому сигналу и может с будущими данными подтвердить или исключить их гипотезу о происхождении темной материи.Не забудьте заглянуть и в Млечный ПутьПопытка уловить сигналы темного излучения — не новая идея — в настоящее время она проводится в нескольких местах в космосе с помощью спутниковых экспериментов.
Эти места включают центр нашей галактики, Млечный Путь, и Солнце также может быть такой областью.«Имеет смысл искать темное излучение в определенных местах в космосе, где мы ожидаем, что оно будет очень плотным — намного более плотным, чем на Земле», — объясняет Шумейкер, добавляя:«Если в этих областях имеется изобилие темной материи, то можно ожидать, что она аннигилирует и создаст излучение».Однако ни в одном из спутниковых экспериментов не было обнаружено темного излучения.По словам Шумейкера, Франдсена и Черри, это могло быть связано с тем, что эксперименты искали неправильные сигналы.
«Традиционные спутниковые эксперименты ищут фотоны, потому что они ожидают, что темная материя аннигилирует в фотоны. Но если темная материя аннигилирует в темное излучение, то эти спутниковые эксперименты безнадежны».В первые дни существования Вселенной, когда вся материя была еще чрезвычайно плотной, темная материя могла постоянно сталкиваться и превращаться в излучение. Это случилось и с обычной материей, поэтому вполне вероятно, что темная материя ведет себя таким же образом, утверждают исследователи.
Как найти темную материюУ физиков есть три способа попытаться обнаружить темную материю:
Сделайте это: соедините материю и произведите темную материю. Это было опробовано на коллайдерах частиц высоких энергий, самым известным из которых является Большой адронный коллайдер ЦЕРН (LHC) в Женеве, Швейцария. Пока безуспешно.
Разбейте его: это процесс «аннигиляции», в котором две частицы темной материи встречаются и производят своего рода излучение. Это может произойти, когда темная материя достаточно плотна, так что вероятность столкновения двух частиц темной материи достаточно высока.
Пока безуспешно.Подождите: установите детекторы и дождитесь, пока они уловят частицы темной материи или их признаки.
Пока безуспешно.