Загадочная темная материя, которая влияет на эволюцию отдаленных галактик, на самом деле должна присутствовать и на Земле. Ученые предложили новую методику ее исследования с помощью детекторов нейтрино.
Темная материя на Земле
Ученые из проекта TRIUMF, в котором участвуют несколько американских университетов, недавно опубликовали научную работу, где предлагают поискать темную материю непосредственно на Земле. Это загадочное вещество составляет большую долю массы Вселенной, но мы практически ничего о нем не знаем из-за того, что оно ничего не излучает, не поглощает и чрезвычайно слабо взаимодействует с остальными частицами.
Именно поэтому ее преимущественно ищут по гравитационному воздействию, которое она оказывает на далекие галактики. Однако это вовсе не значит, что ее нет и на Земле. Определенное количество частиц, которые ее составляют, должно присутствовать на ней постоянно. Его у нас даже должно быть на 15 порядков больше, чем в окружающем космосе.
Однако энергия этих частиц в среднем составляет лишь 0,03 эВ, и с остальными атомами нашей планеты они практически не взаимодействуют, даже когда со всех сторон окружены ими. Поэтому традиционными методами обнаружить их практически невозможно.
Применение нейтринных детекторов
И все же в новом исследовании ученые предложили новый метод поиска тех актов взаимодействия темной материи с обычной, которые все же происходят. Они исходили из того предположения, что при таком взаимодействии частицы темной материи могут не только отражаться от обычных, но и полностью разрушаться.
При этом должно рождаться определенное количество электронов и фотонов, которые должны иметь значительно большую энергию, чем при простых столкновениях. Правда, происходят эти события очень редко. Поэтому для их исследования понадобится огромный и очень чувствительный детектор и достаточно большое время наблюдений.
И такие инструменты уже существуют. Речь идет о детекторах нейтрино, подобных Super-Kamiokande, который расположен под горой Икено в Японии. Они состоят из большого количества приборов, регистрирующих высокоэнергетические электроны с определенными характеристиками, которые рождаются тогда, когда невидимые частицы все же взаимодействуют с обычным веществом.
В исследовании ученые обнародовали методику, как среди множества событий, которые регистрирует Super-Kamiokande, вычленить те, что соответствуют аннигиляции темной материи, происходящей внутри сенсора. Правда, ученые не уверены, что она состоит только из одного типа частиц и на самые тяжелые из них не распространяется.
Но исследователи считают, что самые тяжелые частицы темной материи все равно должны находиться где-то в центре Земли, а у поверхности находятся значительно более легкие, за которыми и будет охотиться Super-Kamiokande.
По материалам phys.org.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
