Эксперимент: учёные не нашли тёмную материю, но сузили рамки поиска
Если нельзя «поймать» тёмную материю, то можно по крайней мере определить, что ей точно не является. Таким образом, очередной эксперимент, в ходе которого неуловимую материю увидеть не удалось, оказался даже в чём-то успешным – теперь ученые знают, как её искать не надо.
За более, чем сто лет, прошедших с момента высказывания предположений о её существовании, «нащупать» тёмную материю не удалось – несмотря на всё возрастающую сложность и точность приборов. Ведь как можно зафиксировать объект, не вступающий ни в какие взаимодействия, кроме гравитационных?
Учёные из США попробовали сделать это методом «суперкриогенного поиска» (SuperCDMS). Суть его в том, чтобы столкнуть атомы обычной материи с гипотетическими частицами тёмной и отследить, какое получится столкновение – упругое (как отскок бильярдных шаров) или же нет. Во втором случае энергия передается не ядру атома, а его электронам или даже фотонам, если они случайно присутствуют.
У неупругого столкновения есть два основных сценария – так называемое «тормозное излучение», которое должны были уловить детекторы на SuperCDMS, и не применявшийся ранее в ходе исследований феномен, известный как Эффект Мигдала. В этом случае частица темной материи снова попадает в ядро, но само ядро слегка смещается, и окружающее его облако электронов также должно сместиться.
Теоретически всё это должны были зафиксировать датчики, но после повторного анализа данных, собранных SuperCDMS, исследователи не нашли никаких доказательств существования темной материи. Но эти же данные привели к выводу, что если тёмная материя всё же существует – то общая масса одной её частицы должна составить менее одной пятой массы протона.
Но учёные на этом не остановились: ведь одна из причин, из-за которой детектор может не увидеть результатов, заключается в том, что тёмные частицы просто не добираются до детектора – и заранее поглощаются земной поверхностью или атмосферой. Физики обратились к неожиданным союзникам – геологам, которые помогли рассчитать, сколько энергии потеряла бы частица темной материи в зависимости от того, в каком направлении через Землю она проходила.
Расчёты, впрочем, снова не выявили никаких неопровержимых доказательств наличия темной материи. Зато был установлен энергетический порог, который позволил бы частицам (если они, конечно, вообще существуют) пробиться к детектору.
Самое популярное
