Темное вещество у вас в гостиной

Если вселенная заполнена темным веществом, то оно существует не
только в холодном космическом вакууме. В сущности, темное веще-
ство можно также обнаружить и у вас в гостиной. Сегодня несколько
исследовательских групп соревнуются за первенство в поимке ча-
стицы темного вещества в лаборатории. Ставки высоки: ученые той
группы, которой удастся поймать частицу темного вещества, про-
носящуюся сквозь детектор, окажутся первыми, кто открыл новую
форму вещества за две тысячи лет.

Основная идея этих экспериментов заключается в следующем:
необходим большой кусок чистого материала (такого, как йодид на-
трия, оксид алюминия, фреон, германий или кремний), в котором мо-
жет происходить взаимодействие частиц темного вещества. Время
от времени частица темного вещества может сталкиваться с ядром
атома, создавая характерную картину распада. Фотографируя следы
частиц, участвующих в этом распаде, ученые смогут подтвердить
присутствие темного вещества.

Экспериментаторы полны сдержанного оптимизма, поскольку
находящееся в их распоряжении чувствительное оборудование
предоставляет им наилучшую возможность для наблюдения темного
вещества. Наша Солнечная система вращается по орбите вокруг
черной дыры в центре Галактики Млечный Путь со скоростью
220 километров в секунду. В результате этого наша планета проходит
сквозь значительное количество темного вещества. Согласно расче-
там физиков, миллиард частиц темного вещества в секунду пролетает
сквозь каждый квадратный метр нашего мира, в том числе сквозь
наши тела.

Хотя мы живем в «ветре темного вещества», дующем сквозь
нашу Солнечную систему, лабораторные эксперименты по обна-
ружению темного вещества чрезвычайно сложны из-за того, что
частицы темного вещества вступают в столь слабое взаимодействие
с обычным веществом. Так, ученые ожидают за год обнаружить от
0,01 до 10 событий, происходящих в килограмме материала, наблю-
дающегося в лаборатории. Иными словами, пришлось бы многие
годы внимательно наблюдать за большими количествами материала,

чтобы увидеть события, имеющие отношение к столкновениям тем-
ного вещества.

До сих пор в ходе таких экспериментов, как UKDMC в Велико-
британии, ROSEBUD в Канфранке (Испания), SIMPLE в Рустреле
(Франция) и Edelweiss в городе Фрежус (Франция), подобных со-
бытий обнаружено не было. Эксперимент под названием DAMA (ot
Dark Matter — «темное вещество»), проводившийся неподалеку
от Рима, вызвал шумиху в 1999 году, когда ученые заявили, что на-
блюдали частицы темного вещества. Поскольку в детекторе DAMA
используется 100 килограммов йодида натрия, он является самым
большим в мире. Однако попытки воспроизвести тот же результат
при помощи других детекторов не увенчались успехом — не было
обнаружено ничего; и это бросило тень сомнения на данные, полу-
ченные в ходе эксперимента DAMA.

Физик Дэвид Б. Клайн замечает: «Если детекторы уловят и под-
твердят сигнал, то это станет одним из крупнейших достижений
двадцать первого столетия... Вскоре может разрешиться величайшая
загадка современной астрофизики».

Если надежды физиков оправдаются и темное вещество вскоре
будет обнаружено, то оно может представить доказательство в поль-
зу суперсимметрии (а вероятно, с течением времени и в пользу тео-
рии суперструн) без использования ускорителей частиц.

Date: 2015-06-06; view: 437; Нарушение авторских прав