Новости науки: Поиски темной материи продолжаются.

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [6 Голоса (ов)]

Инструмент для поиска темной материи LUX.

В отличие от рентгеновских лучей, которые не видно невооруженным глазом, но оборудование может измерить, ученым еще предстоит обнаружить темную материю после трех десятилетий поисков и самых чувствительных инструментов в мире.

Ученые пытаются найти ее в некоторых из самых изолированных в мире районов - глубоко под землей и в космическом пространстве.

Следы влияния темной материи

Как и отпечатки лап, оставленные неуловимым животным, космос полон признаков существования темной материи, но мы не видим ее напрямую. Однако, ТМ составляет около 84,5% от общей массы материи во Вселенной.

Астроном Фриц Цвикки(Fritz Zwicky) обнаружил признаки темной материи в 1933 году, когда он рассматривал скопление галактик. Он заметил, что они излучали намного меньше света, чем они должны были быть, принимая во внимание их массу. После выполнения некоторых вычислений, он понял, что большая часть массы кластера не излучает свет или электромагнитное излучение на всех длинах волн.

Ученые считают, что темная материя состоит, скорее всего, из совершенно новых элементарных частиц, которые выходят за рамки стандартной модели, в которую все известные в настоящее время частицы вписываются. Эти, пока еще неизвестные частицы, будут взаимодействовать слабо или вообще не взаимодействовать с другими известными частицами, что делает их обнаружение очень трудной задачей. Есть два вероятных типа частиц, которые теоретики постулировали для описания характеристик темной материи: вимпы и аксионы.

Слабовзаимодействующая массивная частица (WIMP) будет электрически нейтральной и от 100 до 1000 раз более массивной, чем протон. Аксионы не будут иметь электрический заряд и будут чрезвычайно легкими - возможно, как одна-триллионная массы электрона.

На охоту за темной материей

Мало того, что темная материя не излучает свет или электромагнитное излучение, она даже не взаимодействует с ними. На самом деле, единственное взаимодействие, с помощью которого темная материя взаимодействует с обычной материей - это гравитация. Вот почему миллионы частиц темной материи проходят через обычную материю незамеченными. Для того, чтобы захватить хотя бы одну частицу, ученые используют очень сложное оборудование.

Большой подземный Ксеноновый эксперимент и прямое обнаружение

Большой подземный Ксеноновый детектор (LUX), эксперимент, который проходил в течение почти двух лет и закончился в мае 2016 года, был одним из наиболее значительных усилий для непосредственного обнаружения темной материи. Об этом эксперименте Вы можете прочесть здесь

Кроме того, Земля имеет экстраординарное количество радиоактивного "шума". Пытаясь обнаружить взаимодействия темной материи на поверхности Земли походит на попытку услышать кого-то, кто шепчет через класс шумной школы.

Альфа Магнитный Спектрометр(АМС) и косвенное обнаружение

АМС работает в рамках эксперимента, нацеленного на косвенное обнаружение ТМ.

Некоторые теоретики предполагают, что сталкивающиеся частицы темной материи могут аннигилировать, производя две или более «нормальных» частиц. Теоретически, сталкивающиеся WIMP'ы могут производить позитроны. Альфа магнитный спектрометр(АМС) на МКС захватывает космические лучи. Если AMС обнаружит большое количество позитронов в спектре высоких энергий, где их они обычно нет, то это может быть признаком темной материи.

"AMC является прекрасным инструментом," сказал Майкл Саламон(Michael Salamon) из отдела Физики Высоких Энергий(НЕР) при департаменте энергетики США. "Все признают, что это самый высокоточный в мире измеритель космических лучей за пределами Земли."

Альфа Магнитный Спектрометр(АМС), установленный на корпусе МКС.

До сих пор AMС зафиксировал 25 миллиардов событий. Он обнаружил избыток позитронов в пределах соответствующего диапазона, но нет достаточно доказательств, чтобы утверждать окончательно, где позитроны возникают. Существуют и другие возможные источники высокоэнергетичных позитронов, такие как пульсары.

Производство темной материи на Большом Адронном Коллайдере

Теоретически, ускоритель элементарных частиц может создать темную материю сталкивая стандартные частицы при высоких энергиях. В то время как ускоритель не может обнаружить саму темную материю, она могла бы указать на "недостающую" энергию, производимую от такого взаимодействия.

Извлеченные уроки и будущее исследований

До настоящего времени ни один эксперимент не дал окончательное утверждение на присутствие темной материи. Но, отрицательный результат - тоже результат. Эти эксперименты сузили поле нашего поиска.

Ученые ищут ТМ по целому ряду сильных взаимодействий и масс. "Поскольку эксперименты становятся более чувствительными, мы начинаем устранять теоретические модели," сказал Саламон.

Поиски ТМ далеки до завершения. С каждым битом данных, мы приближаемся к пониманию этого вездесущего, еще неуловимого аспекта Вселенной.

НАУЧНАЯ РАБОТА: ПО МАТЕРИАЛАМ:

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2017-02-16 00:26:38 Ученые используют различные инструменты для обнаружения "неуловимой" Темной Материи.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Новости науки: Ученые заявляют, что лёгкого инфлатона не существует.

Большой взрыв, инфляция и расширение Вселенной.

В первые минуты после Большого Взрыва Вселенная расширялась в миллиарды раз быстрее, чем сегодня.

Такое быстрое расширение, вероятно, связано с изначальным силовым полем, и его частицей - инфлатоном. Из последнего анализа распада мезонов, проведенного в эксперименте LHCb физиками из Кракова и Цюриха, представляется, однако, что наиболее вероятный легкий инфлатон, частица с характеристиками знаменитого бозона Хиггса, но менее массивная, почти наверняка не существует.

Подробнее...

Новости науки: Один год до эпического завершения работы космического аппарата Кассини.

Вид на северное полушарие Сатурна в 2016 году.

После более чем 12 лет изучения Сатурна, его колец и спутников, космический аппарат NASA Кассини (Cassini), вступил в последний год своего путешествия.

Заключение исторической научной одиссеи запланировано на сентябрь 2017 года.

Подробнее...

Новости космонавтики: НАСА перенесло первый запуск космического корабля Орион на 2019 год.

Космический корабль Орион проходит тестирование в Колорадо.

Агентство сообщило, что первый испытательный полет капсулы «Орион», предназначенной для полетов людей на Луну и Марс, был отложен до 2019 года.

Беспилотный испытательный полет был запланирован на ноябрь 2018 года, но был отодвинут после того, как Белый дом запросил технико-экономическое обоснование стоимости, безопасности и технических ограничений.

Подробнее...