Первые наблюдения темной материи?

Американские ученые сообщили об обнаружении сигналов, возможно, указывающих на существование темной материи.

Темная материя может состоять из экзотических частиц

Группа исследователей из Национальной лаборатории Ферми при министерстве энергетики США в предместьях Чикаго первой сообщила о двух эпизодах, которые "не противоречат" физической теории темной энергии.

Ученые поспешили отметить, что пока невозможно с уверенностью утверждать, что речь идет об обнаружении темной материи.

В программе криогенного эксперимента по поискам темной материи участвует несколько американских университетов и научных институтов.

  В пользу существования темной материи служат измерения гравитационного поля в скоплениях галактик и в галактиках. Имеется несколько способов измерения гравитационного поля в скоплениях галактик, один из которых — гравитационное линзирование, проиллюстрированное на рисунке, elementy.ru

Гравитационное поле скопления искривляет лучи света, испущенные галактикой, находящейся за скоплением, т. е. гравитационное поле действует как линза. При этом иногда появляются несколько образов этой удаленной галактики; на левой половине рис. они имеют голубой цвет. Искривление света зависит от распределения массы в скоплении, независимо от того, какие частицы эту массу создают. Восстановленное таким образом распределение массы показано на правой половине рис. голубым цветом; видно, что оно сильно отличается от распределения светящегося вещества. Измеренные подобным образом массы скоплений галактик согласуются с тем, что темная материя вкладывает около 25% в полную плотность энергии во Вселенной. Напомним, что это же число получается из сравнения теории образования структур (галактик, скоплений) с наблюдениями.

Эксперимент проводится в подземной лаборатории в заброшенной шахте в северной Миннесоте. Расположенные на глубине 1,5 км детекторы, защищенные мощной изоляцией и горными породами от наведенных фоновых излучений, обладают высокой чувствительностью в обнаружении элементарных частиц в космическом излучении.

Как рассказал руководитель Фермилэб доктор Пьер Оддон, в 2010 году в шахте будет закончена установка нового более чувствительного детектора, масса которого будет в три раза больше, а уровень фонового шума на порядок ниже, чем у существующих детекторов.

Темная энергия связана с темной материей

По расчетам космологов, обычная материя – газ, звезды, планеты и галактики – составляет менее 5% от массы Вселенной. Остальная масса остается невидимой.

Астрономы считают, что 70% этой массы связаны с так называемой "темной энергией" – так называют гипотетическое явление, которое способно объяснить механизм расширения Вселенной.

Еще 25% от массы Вселенной составляет темная материя.

Существуют теории, согласно которым темная материя состоит из элементарных частиц, получивших название вимпы (WIMPS) – слабовзаимодействующих массивных частиц.

Предполагают, что они имеют массу, близкую к массе атомного ядра, но при этом не притягиваются, а отталкиваются от других частиц.

Это делает обнаружение самих частиц практически невозможным. Поэтому детекторы, используемые в эксперименте, фиксируют слабые следы энергии, которые возникают при рассеивании вимпов. Это единственный возможный признак их существования.

Ученые, участвующие в криогенном эксперименте на шахте в Миннесоте, сообщили, что обнаружили на детекторах из кремния и германия, охлажденных почти до абсолютного нуля, сигналы, которые могут указывать на существование таких частиц.

Профессор Карлос Френк, космолог из университета Дарема в Великобритании, говорит, что уже в течение недели в мире космологии царит переполох, вызванный слухами о полученных результатах.

Виктория Гилл

Черные дыры и темная материя