Темная материя не спрячется: Охота близится к концу
Гипотеза темной материи появилась для объяснения наблюдаемых фактов: судя по всем оценкам, массы всего вещества в галактиках недостаточно для удержания вместе входящих в них звезд. Эту задачу — предполагается — и выполняет темная материя, таинственная субстанция, никак себя не проявляющая и никак не взаимодействующая с обычным веществом и излучением, кроме гравитации.
По некоторым моделям, темная материя должна состоять из весьма тяжелых и оттого трудно уловимых частиц — впрочем, зарегистрировать их до сих пор не удается. Более того, недавние результаты работы Большого адронного коллайдера поставили под сомнение теорию суперсимметрии (читайте: «Несуперсимметрия»), которая предлагает одно из самых популярных описаний этих частиц. Казалось бы, сама концепция темной материи оказывается под вопросом.
По счастью, существует целый ряд вполне разумных альтернатив тому, откуда должны браться и как выглядеть частицы темной материи. И они не лежат мертвым грузом, а проверяются в ходе разнообразных экспериментов — хоть пока и без долгожданного результата. «Думаю, мы ведем поиски в достаточном количестве направлений, так что если осталось еще что-то, что мы не просмотрели, думаю, мы сделаем это в ближайшее десятилетие», — говорит работающий на ускорителе Fermi физик Дэн Бауэр (Dan Bauer).
В самом деле, ключевые из этих экспериментов лишь недавно развернулись в полную мощь и достигли чувствительности, необходимой для строгого обнаружения сигнала, который бы свидетельствовал о существовании темной материи. Они по мнению Бауэра, должны дать те или иные результаты в течение трех-четырех лет. «Если мы ничего не найдем, — говорит ученый, — думаю, все будут несколько разочарованы».
Ключевым объектом этих поисков остаются вимпы — гипотетические массивные частицы, существование которых предсказывает, в частности, та же теория суперсимметрии. Чтобы уловить эти частицы, сейчас проводится целый ряд экспериментов — к примеру, большие массы материи (ксенона или германия) помещают глубоко под землю, чтобы порода экранировала эту мишень и отсеивала все обычные частицы, позволяя проникать только практически не взаимодействующим с веществом вимпам. Их редкие столкновения с атомами мишени ученые и надеются зарегистрировать.
Подобные установки начали работу в калифорнийском Стэнфорде (эксперимент CDMS) и в заброшенной шахте Судан в американском штате Миннесота. Продолжаются аналогичные поиски в рамках итальянского проекта XENON100 и развивающего его американского проекта LUX. Кстати, специалисты считают, что для действительно достоверного обнаружения вимпов они должны быть найдены несколькими альтернативными путями.
Впрочем, и вимпами поиск не ограничивается. Другими кандидатами на звание частиц темной материи являются аксионы, несколько более легкие — и, как следствие, более многочисленные, чем вимпы. Их обнаружением заняты ученые в рамках эксперимента ADMX — пока так же безрезультатно. Есть и более сложные теории, которые представляют темную материю как следствие наличия у нашей Вселенной дополнительных скрытых измерений. Подтвердить или опровергнуть их несколько сложнее, но и такие работы ведутся.
Ну а пока вопрос о том, реальна ли темная материя, остается открытым. «Лично я вполне уверен в этом, — говорит американский физик Лэнс Диксон (Lance Dixon), — вполне привлекательно выглядит и версия о том, что она состоит из собственных элементарных частиц». А если частицы имеются, их обязательно можно обнаружить.
По публикации Space.Com