Природа темной материи

:  В скором времени должны быть обнародованы данные, собранные Альфа-Магнитным Спектрометром (установлен на внешней поверхности Международной Космической Станции), цель которого – определение природы так называемой темной материи, которая, как считают ученые, преобладает во Вселенной. В течение двух недель может появиться новая информация в деле поисков темного вещества (материи). Такого рода сообщение появилось 17 февраля 2013 года во время проведения ежегодного собрания Американской Ассоциации Научного Прогресса. Именно в это время первые данные, собранные Альфа-Магнитным Спектрографом (АМС), коллектором частиц, установленным на внешней поверхности Международной Космической Станции, будут опубликованы научными изданиями. Об этом говорит физик Массачусетского Технологического Института (МТИ) Семюэл Тинг, руководитель проекта АМС.

Несмотря на то, что Тинг вел себя достаточно скромно, говоря о будущих экспериментальных результатах, он все же упомянул, что они касаются загадочного темного вещества, которое, как считают ученые, преобладает во Вселенной над обычной материей в соотношении шесть к одному.

«Это не рядовая научная статейка», говорит Тинг, намекая на то, что данные оказались важными настолько, что ученым пришлось переписывать их 30 раз. Но, замечает он, она представляет собой лишь «маленький шаг» в деле определения природы темного вещества, а не окончательный ответ на вопрос.

Некоторые физические теории предполагают, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (СВМЧ), класса объектов, являющихся античастицами самих себя. Когда вещество и антивещество входят в контакт, то взаимно уничтожают друг друга, поэтому, если две СВМЧ сталкиваются, то происходит процесс ликвидации, после которого возникают две дочерних частицы – электрон и его антивещественная копия (позитрон).

Альфа-Магнитный Спектрометр способен обнаруживать позитроны и электроны, вырабатываемые вследствие уничтожения темной материи в галактике Млечного Пути. Механизм стоимость в 2 миллиарда долларов был установлен на Международной Космической Станции в мае 2011 года. До настоящего времени он зафиксировал 25 миллиардов событий на частичном уровне, среди которых было определено около 8 миллиардов электронов и позитронов. Первая научная работа расскажет о точном числе частиц, а также их энергетическом потенциале.

Если в ходе эксперимента был зафиксирован избыток позитронов на определенном энергетическом уровне, это будет сигналом о находке темного вещества. Несмотря на то, что в окружающей нас Вселенной электроны преобладают, науке известно очень мало о процессе возникновения позитронов.

«Подпись дробовика являет собой внезапный подъем и такое же драматическое падение» количества позитронов в связи с энергетическим уровнем. Позитроны, возникшие вследствие уничтожения темного вещества, будут обладать очень специфическим видом энергии, что зависит от массы СВМЧ, лежащих в его основе, говорит Майкл Тернер, космолог Университета Чикаго (не принимает участия в проекте АМС). «Это главный видимый признак».

Еще одной выразительной подписью станет вопрос о том, происходят ли позитроны лишь из одного космического направления или отовсюду. Если их источник – темное вещество, то, по мнению ученых, они должны равномерно распределяться в космическом пространстве. Но, если в их основе – обычный астрофизический процесс, такой как звездная вспышка, тогда они будут двигаться лишь в одном направлении.

«Существует множество веществ, способных подражать темной материи», говорит физик-теоретик Лиза Рэндалл (Гарвард), которая также не принимает участия в проекте, но с нетерпением ждет обнародования результатов. «Вопрос этих экспериментов состоит в том, что именно лежит в основе антивещества – астрофизический процесс или что-то новое, науке доселе неизвестное?».

Независимо от того, обнаружил АМС темную материю или нет, ученые ожидают, что в скором времени загадка ее происхождения будет решена. Вдобавок к АМС, другие эксперименты, такие как Большой Адронный Коллайдер (Швейцария) и подземные детекторы темного вещества, также вскоре могут сделать открытие.

«Мы верим в то, что находимся на пороге открытия», говорит Тернер. «Мы считаем, что это будет десятилетие СВМЧ».

comments powered by HyperComments

Также читайте