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.
Добавлено: 04.12.12 |