Физики объявили о вероятной регистрации частиц темной материи

Детектор темной материи, используемый в эксперименте CDMS. Фото с сайта fnal.gov

Физики, работающие на проекте Cryogenic Dark Matter Search (CDMS), опубликовали данные, которые могут свидетельствовать о существовании частиц темной материи и их столкновении с частицами "обычной". Работа исследователей опубликована в журнале Science. Коротко ее результаты изложены в пресс-релизе университета Флориды, сотрудники которого принимали участие в работе.

Ранее ученые уже докладывали о возможной регистрации частиц темной материи, однако теперь эти данные были проверены специалистами из экспертной комиссии журнала. Принятие работы к публикации означает, что эксперты не обнаружили в данных противоречия и не нашли явных ошибок и фальсификаций.

Темная материя, также известная как скрытая масса, - пока не обнаруженная экспериментально субстанция, которая должна объяснить противоречия между данными наблюдений и существующими физическими моделями. Еще в 30-е годы прошлого века астрономы обнаружили, что наблюдаемые взаимодействия между звездами, галактиками и галактическими скоплениями не могут протекать так, как они протекают. Взаимодействующим объектам не хватало массы. Для объяснения несоответствия была предложена гипотеза о существовании темной материи - она отвечает приблизительно за 20 процентов всей массы Вселенной.

Темная материя участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвует в электромагнитном. Это означает, что наблюдать частицы темной материи (их называют вимпами, от английского сокращения WIMP - Weakly Interactive Massive Particles - слабо взаимодействующие массивные частицы) непосредственно нельзя. Ученые предложили несколько способов косвенного обнаружения вимпов по следам их столкновений с частицами "обычного" вещества.

Эксперимент по поиску вимпов, проект CDMS, проходит под землей на глубине более 600 метров в шахте по добыче железной руды, находящейся в Миннесоте. Такое расположение необходимо для того чтобы, по возможности, отсечь все посторонние взаимодействия - многие частицы не проходят сквозь толстый слой почвы. Охлажденные почти до температуры абсолютного нуля детекторы из сплава кремния и германия регистрируют столкновения "пробившихся" частиц с частицами самих детекторов.

В 2007 году ученые зарегистрировали два "подозрительных" столкновения. Для окончательной уверенности требуется как минимум пять. Сами авторы работы говорят, что два пойманных столкновения не являются статистически значимыми. Тем не менее, они рассматривают свои результаты как очень важные, так как до сих пор никому не удавалось получить ни одного подтверждения существования вимпов.

Несмотря на то что гипотеза о существовании темной материи очень популярна у физиков, не все признают ее правомерной. Совсем недавно было опубликовано сразу несколько работ, в которых показано, что некоторые аномальные процессы, которые было принято описывать с использованием скрытой массы, могут быть объяснены другим путем.