«Привет от темной материи»: обнаружено неожиданно много частиц антигелия
В ходе уникального эксперимента с антиматерией, проводящегося на МКС, его авторы внезапно столкнулись с одновременным появлением беспрецедентного количества частиц антигелия. Пока нет однозначного понимания, откуда он мог взяться, но физики осторожно предполагают, что здесь не обошлось без непосредственного участия темной материи, которая благодаря этому наконец имеет шанс быть открыта.
Как «увидеть» субстанцию, которая не вступает ни в какие взаимодействия, кроме гравитационных (хотя, согласно новейшим исследованиям, это может быть не совсем так) — задача, которую физики пытаются решить десятилетиями. Выдвигаются самые разнообразные гипотезы относительно того, из чего состоит темная материя — от микроскопических черных дыр до аксионов.
Одним из фаворитов является теория так называемых WIMP-ов или «слабо взаимодействующих массивных частиц» (Weakly Interacting Massive Particles). Проблема в том, что зафиксировать следы их распада (а это единственный способ подтвердить их существование) долгое время не удавалось. По крайней мере, до недавнего времени.
В 400 километрах над поверхностью Земли запущен прибор, известный как AMS-02 (альфа-магнитный спектрометр), задача которого — анализ космического излучения и всех экзотических вещей, которые в нем обнаружатся. Наблюдающие за его работой физики уже привыкли к сюрпризам, но даже они не ожидали, что всего за 13 лет обнаружат больше десятка частиц антигелия. Хотя перед запуском AMS-02 предполагалось, что будет большой удачей, если за несколько десятилетий работы тот обнаружит хотя бы одну такую частицу.
«Если вы видите активное образование античастиц в межзвёздной среде, где их почти не должно быть — это означает, что происходит нечто странное <…> Стандартные астрофизические механизмы вряд ли способны это объяснить. Если этот сигнал подтвердится, то наиболее разумным объяснением [появления анти-гелия] станет… аннигиляция темной материи», — отметил ведущий автор исследования, Педро Де ла Торре Луке.
Именно WIMP-ы, по мнению исследователей, почти идеально подходят на роль загадочных частиц, которые породили редчайшее антивещество. По крайней мере, они, как следует из названия, способны вступать не только в гравитационное, но и в слабое ядерное взаимодействие с «обычной» материей. Но даже они не способны объяснить всю полноту результатов эксперимента, которые, при ближайшем рассмотрении, оказались еще более невероятными.
Дело в том, что анти-гелий, зафиксированный AMS-02, относился к двум изотопам, с атомной массой 3 и 4. И если наличие в космических лучах первого еще можно объяснить, то появление последнего (напомним, что даже его «нормальный» аналог является достаточно большой редкостью) статистически чудовищно невероятно. Никакие WIMP-ы не могут объяснить неоднократное попадание в спектрометр тяжелого и нестабильного изотопа. Так что исследование, призванное решить давнюю астрофизическую загадку, может вместо этого привнести к космологию новый, совершенно не расследуемый парадокс.
